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
INKJET CODE Pagina 2
YES !
???????
Region Of Interest
Pagina 3
SIFT algoritme • •
Scale invariant feature transform Wordt ondermeer gebruikt bij het maken van panorama foto’s
Beeld 1, ei 1 Pagina 4
Beeld 2, ei 1
Flow schema
Image acquisition
Check image quality
Image acquisition
Not OK
exclude
Not OK
exclude
OK
Check image quality
Pre-processing
Feature extraction
OK Pre-processing
Feature extraction
database
No match Check match
Match Egg ID (farm match)
Boerderij
Pagina 5
bv. pakstations
Ergens in de keten
Alarm
Onderscheidend vermogen afhankelijk van aantal schaalkenmerken
Zeer uniek
Pagina 6
Niet uniek
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 – – – – – Pagina 8
Type camera Belichting in combinatie met diafragma opening Snelheid lijn / snelheid camera Positie camera Vuil
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.)
Pagina 12
Voorbeelden foto’s bruine eieren MOPACK55 (snelheid:6 eieren/sec.)
Pagina 13
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:
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 Pagina 14
Huidige rekensnelheid (niet geoptimaliseerd)
Typische rekentijden voor feature extractie per image/pallet
Typische rekentijden Vergelijken van 1 image met een image/pallet
Typische rekentijden Vergelijken van 1 image in een database van een boerderijproductie van 30 dagen
0.5 s / 1,6 h
0.2 s / 0,4 min
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). Pagina 15
Data Datagrootte en datastromen
ei
pallet
Database 30 dagen grootte
Gemiddelde dagelijkse productie boerderij
productie in Nederland
Data type Beeldgrootte
kB
MB
GB
TB
15
158
0,7
12
Feature matrix grootte
20
211
1,0
16
Totaal
35
369
1,7
29
• •
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
Pagina 16
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.
Pagina 17
