Teggs beeldherkenning Peter Tummers 17 Januari 2013
WP 3 - Ontwerp van betrouwbare codes Doelsteling: Ontwikkeling van technieken die betrouwbare codes genereren voor een individueel ei. Uitvoering: Een unieke vingerafdruk meten voor elk ei middels beeldherkenning. Identificatie van een ei in een set van eieren. Partijen betrokken bij onderzoek: Philips Nuovo OVOTRACK MOBA DSM Pagina 1
Unieke fingerprint per ei /batch Check met een camera Data cloud for FARM X, in IKB computer Unique fingerprint per egg Server IKB FARM X 60,000 hens YES! INKJET CODE??????? Pagina 2
Region Of Interest Pagina3
SIFT algoritme Scale invariant feature transform Wordt ondermeer gebruikt bij het maken van panorama foto s Beeld 1, ei 1 Beeld 2, ei 1 Pagina4
Flow schema Image acquisition Image acquisition Check image quality Not OK exclude exclude Not OK Check image quality OK Pre-processing OK Feature extraction Pre-processing Feature extraction database Check match No match Alarm Match Egg ID (farm match) Boerderij bv. pakstations Ergens in de keten Pagina 5
Onderscheidend vermogen afhankelijk van aantal schaalkenmerken Zeer uniek Niet uniek Pagina6
Resultaten laboratorium omgeving 1600 eieren meerdere malen gefotografeerd op verschillende tijdstippen onder geconditioneerde condities. Resultaat: 80 tot 90% van eieren uniek identificeerbaar Belangrijk: 0% onterechte positieve identificatie en 0% onterecht negative identificatie!! Ruimschoots geschikt om een veldtest te starten. Pagina 7
Veldtest (WP6) Doel: Validatie van methode onder praktijkcondities Testen robuustheid/kwaliteit/gevoeligheid Uitvoerende partijen: Beïnvloedende variabelen selecteren en variëren Type camera Belichting in combinatie met diafragma opening Snelheid lijn / snelheid camera Positie camera Vuil Pagina 8
Camera Hardware ueye Gige camera: 0.27 microseconde kortste belichtingstijd Via ethernet aansluiting op PC Resolutie 750x480 Tot 70 beelden per seconde Belichting: Continue lichtbron: twee 11W E27 3000K lampen PC with USB ethernet connection Pagina 9
Identificatie van de eieren Uniek volgnummer Extra printer Buiten blikveld foto Direct gekoppeld aan bestandsnaam foto Pagina 10
Veld test Veldtesten Pagina 11
Voorbeelden foto s witte eieren, MOPACK100(snelheid: 10 eieren/sec.) Pagina12
Voorbeelden foto s bruine eieren MOPACK55 (snelheid:6 eieren/sec.) Pagina13
Resultaten veldtesten Eerste veldtest: 90% van de eieren uniek teruggevonden Tweede veldtest: 70% van de eieren uniek teruggevonden Oorzaak lagere score: veel eierschalen vertonen weinig tot vrijwel geen schaalkenmerken Wederom 0% onterechte positieve en negative identificatie Kans op positieve identificatie als functie van aantal eieren: Pagina 14 n P=0.5 P=0.7 P=0.9 1 50.0 70.0 90.0 2 75.0 91.0 99.0 3 87.5 97.3 99.9 4 93.8 99.2 100 5 96.9 99.8 100 6 98.4 99.9 100 7 99.2 100 100 8 99.6 100 100 9 99.8 100 100 10 99.9 100 100
Huidige rekensnelheid (niet geoptimaliseerd) Typische rekentijden voor feature extractie per image/pallet Typische rekentijden Vergelijken van 1 image met een image/pallet 0.5 s / 1,6 h 0.2 s / 0,4 min Typische rekentijden Vergelijken van 1 image in een database van een boerderijproductie van 30 dagen 4 uur Gemiddelde dagelijkse boerderij productie is: 50000 eggs 30 dagen productie: 1,5 miljoen eieren Snelheid verhogen door: slimmere zoekalgoritmen te gebruiken. Uitbreiding stempel (opent de mogelijkheid om de setgrootte te verkleinen in de verficatiestap (bijv. 10800 eieren versus 1 miljoen eieren). Pagina15
Data Datagrootte en datastromen Data type Beeldgrootte Feature matrix grootte Totaal ei kb pallet MB Gemiddelde dagelijkse productie boerderij GB 30 dagen productie in Nederland TB 15 158 0,7 12 20 211 1,0 16 35 369 1,7 29 Database grootte Gemiddelde dagelijkse boerderijproductie is 50000 eieren. Jaarproductie in Nederland is 10,6 miljard eieren http://www.oogst.nl/nieuws/agri-en-food/eierproductie_2011_naar_record Pagina16
Conclusies Ontwikkelde beeldherkenningsmethode biedt hoge kans op unieke identificatie van een individueel ei. Deze kans gaat snel naar 100% als meerdere eieren uit één doosje worden geselecteerd. Unieke herleiding van ei in keten naar legboerderij. Rekensnelheid is nu een probleem maar hier is veel winst te halen door: slimmere zoekalgoritmen te gebruiken. Uitbreiding stempel (opent de mogelijkheid om de setgrootte te verkleinen in de verficatiestap (bijv. 10800 eieren versus 1 miljoen eieren). Datastromen: Tussen 1 2 GB per boerderij per dag Databasegrootte Nederland BV: ~30 TB. Pagina17