本书以基于视觉技术的羊体尺测量方法为主题，系统地讨论了羊体尺实时无接触自动测量方法，包括无应激形态信息获取装置设计，视觉图像前景提取，体高、体长、体宽类体尺参数测量，以及基于无接触测量方法提取的体尺参数构建羊只体质量预估模型。本书提出的方法降低了对羊的惊扰，减少了羊的应激和物理伤害，促进了动物几何形态表型信息测度研究。
本书综合了动物学、自动控制、机器视觉、图像处理、统计分析、模式识别等多种科学方法，在应用中体现方法，通过方法解决问题，具有较强的工程借鉴价值。

内蒙古及西部周边地区是我国养羊业的主产区，肉羊产业是继乳产业和绒产业后内蒙古走向全国的新兴产业。近年来，为缓解过度放牧造成的草原生态环境、气候条件的恶化，牧区广泛推行草原牧区禁牧、休牧、轮牧等草原生态保护建设措施，加之农区拥有丰富的秸秆资源和闲散的劳动力，积极发展舍施养羊和改放牧养羊生产方式为高效设施适度规模养羊，变数量型养羊为质量型养羊，成为内蒙古自治区养羊业可持续发展的基本战略。
内蒙古肉羊品种资源丰富，但由于投入不足，肉羊改良工作严重滞后，“只繁不育”“只引不选”，肉杂羔的胴体重仅为16.5 kg，远远低于发达国家水平，良种化程度不高。加之集约化养羊受人工、饲料和粪污处理等成本制约，以及肉品安全保障需求不断提高，设施养羊对饲养管理方式提出更高的要求。
精准养羊将羊作为个体或小群体进行管理，而非以群体方式进行管理。利用各种传感器持续地自动获取羊只个体各时段信息，如体温、体重、行为（站立、趴卧）、饮食（饮水、进食）、情绪、环境参数等指标，应用个体自动识别技术如射频识别（RFID）技术、大数据技术、专家决策技术等对羊个体进行生长评估、营养水平评估、情绪预测、疾病诊断等；依据动物科学，根据个体差异定时、定量实施科学养殖与管理，如通过生长评估、体脂测定对羊只品质优化、遗传选择；通过体况评分反映羊只个体的饮食状况、繁殖能力、健康以及福利水平，并根据评估结果制定相应的生产策略，从而提高生产效益；通过行为分析获知羊只身体、生理状况以及外界对其产生的影响，从而预估发情时间，及时、准确地跟进人工授精，从而降低产犊间隔和受精成本；根据产前行为评估产前状况等，及时发现难产羊只并进行人工助产，减少分娩时间、初乳摄入间隔，提高母羊和羔羊的健康水平；通过健康监测，及时发现病况并进行人工干预，降低生产风险；而有效的环境调控，使羊只能在羊舍舒适地休息和睡眠，降低群羊的疫病传播等。这一整套的科学养殖和管理方法优化了个体贡献、促使养羊业高效益、低成本、生态、可持续发展，在提高肉羊生产效益的同时，确保羊肉产品的质量和安全，实现高效率、低成本、福利化的现代生态养羊。
有鉴于此，本书针对我国特别是西部地区设施养羊现有养殖工艺问题，拟解决羊只生长过程中实时无接触自动测量体尺参数的难题，用于羊只生产性能评估、选育等。
全书内容安排如下：第1章介绍羊只体尺参数应用及其测量方法，并引入机器视觉相关概念；第2章介绍羊只形态信息的无应激获取方法；第3章介绍羊只视觉图像前景提取方法；第4章介绍羊只体高、体长类体尺参数测量方法；第5章介绍羊只体宽参数测量方法；第6章介绍基于体尺数据的羊只体质量预估；第7章对全书内容进行总结，并对羊只体尺参数测量方法提出展望。
本书由张丽娜、武佩共同撰写。衷心感谢马彦华、宣传忠、韩丁、张永安、薛晶、刘艳秋、苏赫等老师对本书提出的宝贵意见和建议，感谢杨建宁、邢小琛、王晶、邬娟、陈鹏宇、张曦宇、薛冬梅、李佳、祁飞、王奎、张杰等同学对本书实验的辛勤付出。此外，本书参考了国内外许多同行的论文、著作，引用了其中的观点、数据与结论，在此一并表示谢意。
本书的出版得到了内蒙古师范大学学术著作出版基金资助及国家自然科学基金项目［基于跨视角机器视觉的羊体尺测量及其形态评价研究（61461042）］资助。


著者
2018年3月

第1章绪论1

1.1引言1

1.2羊只体尺参数及其应用3

1.3羊只体尺、体质量参数测量方法及技术动态6

1.4机器视觉技术13

第2章羊只形态信息的无应激获取31

2.1羊只空间形态信息无应激获取设计方案31

2.2羊只形态信息采集系统需求分析34

2.3羊只形态信息采集系统设计与实现35

小结44

第3章羊只视觉图像前景提取45

3.1图像去噪与光照补偿45

3.2彩色图像分割与前景提取47

3.3前景图像后处理52

3.4基于算法内涵的设计改进54

小结60

第4章体高、体长类体尺参数测量61

4.1轮廓提取及其区间划分62

4.2区间轮廓拟合及其测点提取65

4.3基于多体姿适应性的算法改进75

4.4基于视觉的体高、体长类体尺实测80

小结85

第5章体宽类体尺参数测量87

5.1骨架提取及对称中心线拟合88

5.2体宽参数提取90

5.3基于多体姿适应性的算法改进94

5.4基于视觉的体宽参数实测98

小结100

第6章基于体尺数据的体质量预估101

6.1数据预处理101

6.2基于羊只体尺数据的体质量预估模型构建102

6.3体质量预估模型分析109

小结113

第7章结论与展望114

7.1结论114

7.2展望115

参考文献117

张丽娜，内蒙古师范大学，物理与电子信息学院，副教授。 2003年毕业于内蒙古大学自动化专业，获工学学士学位；2006年获内蒙古大学模式识别与智能系统硕士学位；于2017年获内蒙古农业大学博士学位，目前从事电子信息工程专业教学科研工作。 武佩，男，汉族，1963年6月生，内蒙古化德县人，博士，教授，博士研究生导师。现任内蒙古农业大学机电工程学院副院长（主持工作）。农业工程一级学科副主任、农业电气化与自动化学科主任。1980~1984年在原内蒙古农牧学院读本科，农牧业动力机械修造专业，获工学学士学位。1986~1989年在内蒙古农牧学院读硕士，农业机械化专业，获原北京农业工程大学授予的工学硕士学位。2000~2004年在丹麦技术大学(TechnicalUniversityof Denmark)读博士，机械制造专业，获工学博士学位。