DB51 T 2928-2022 小熊猫识别技术规范.pdf

1、 ICS 65.020.40 CCS B 61 四 川 省 地 方 标 准 DB51/T 29282022 DB51 小熊猫识别技术规范 2022-07-25 发布 2022-09-01 实施 四川省市场监督管理 局 发布 DB51/T 2928 2022 I 目 次 前 言.II 1 范围.1 2 规范 性引 用文 件.1 3 术语 和定 义.1 4 数据 采集.2 5 数据 处理.2 附录A（规范 性）圈 养小 熊猫 影像 数据 采 集记录 表.6 DB51/T 2928 2022 II 前 言 本文件 按照GB/T 1.1 2020 标 准化 工作 导 则 第1 部 分：标准 化文 件的

2、结 构和 起草 规 则的 规定起草。请注意 本文 件的 某些 内容 可能 涉及 专利。本 文件的 发布 机构 不承 担识 别专 利的 责任。本文件 由四 川省 林业 和草 原局 提出、归 口并 负责解 释。本文件 起草 单位：成 都大 熊猫 繁育 研究 基地、四川 大学。本文件 主要 起草 人：陈鹏、赵 启军、侯 蓉、刘宁、张莛 莛、刘鹏、阙 品甲、张 珊。本文件 及其 所代 替文 件的 历次 版本 发布 情况 为：本次为 首次 发布。DB51/T 2928 2022 1 小熊猫识别技术规范 1 范围 本文件 规定了 小 熊猫 个体 识别 有关 术语 定义、数据 采集、数 据处 理、数据 分析

3、 的技 术。本文件 适用 于 基 于图 像的 小熊 猫个 体识 别。2 规范性 引用 文件 下列文 件中 的内 容通 过文 中的 规范 性引 用而 构成本 文件 必不 可少 的条 款。其 中，注日 期的 引用文 件，仅该日 期对 应的 版本 适用 于本 文件；不注 日 期的引 用文 件，其最 新版 本（包括 所有 的修 改单）适用 于本文件。GB/T 26238-2010 信 息技 术 生 物特 征识 别 术语 CJJ/T 263-2017 动物 园动 物管 理技 术规 程 3 术语和 定义 下列术 语和 定义 适用 于本 文件。3.1 语义分 割 semantic segmentation

4、对图像 进行 像素 级别 分类，即 预测 出像 素点 的类别。3.2 卷积神 经网 络 convolutional neural networks 以卷积 计算 为主 的神 经网 络，通 常包 含卷 积 层、批归 一化 层、激活 层、池化 层、全连 接 层、损 失函数层等 基础 结构。3.3 相似度 similarity 衡量两 个特 征的 相似 程度，数 值越 大说 明它 们越相 似。3.4 阈值 threshold 做出判 定所 依据 的边 界值。3.5 错误接 受率 false accept rate 在验证 过程 中，将新 个体 识别 为数 据库 中个 体的比 率，用百 分比 表示。错

5、 误接 受率 也称 认假率。3.6 错误拒 绝率 false reject rate 在验证 过程 中，将数 据库 中个 体识 别错 误的 比率，用百 分比 表示。错 误拒 绝率 也称 拒真 率。3.7 FPS Frames Per Second 每秒处 理图 像的 数量。3.8 DB51/T 2928 2022 2 mAP Mean Average Precision 平均精 度。4 数据采 集 4.1 图像采 集流 程 4.1.1 圈养小 熊猫 数据 采集 对圈养 小熊 猫的 影像 和视 频数 据采 集，每次 应确定 到具 体的 个体。具 体流 程包 括：a)扫描小 熊猫 体内 植入 的芯

6、 片编 号，拍摄 人员 多角度 跟踪 拍摄 对应 编号 的小 熊猫；b)记录小 熊猫 显著 的外 貌特 征、拍摄 的开 始时 间和结 束时 间；c)确保数 据和 身份 信息 准确，对 个体 所采 集的 数据进 行一 一建 档。4.1.2 其他小 熊猫 数据 采集 未进行 芯片 植入 及野 外通 过红 外相 机等 拍摄 工具获 取的 小熊 猫个 体影 像和 视频 数据，应 以明确 的生物个体 差异 特征 进行 个体 初始 数据 建档。4.2 面部图 像采 集要 求 采集的 小熊 猫面 部图 像需 满足 以下 要求：a)清晰无 遮挡 的正 面照；b)小熊猫 面部 的水 平面 方向 和垂 直面 方向

7、 内的 旋转角 度10；c)小熊猫 的两 只眼 睛、鼻子 和耳 朵可 见；d)分辨率 应不 低于256 256 像素。4.3 全身图 像采 集要 求 采集的 小熊 猫全 身图 像需 满足 以下 要求：a)图像清 晰、光线 均匀；b)分辨率 应不 低于512 512 像素。5 数据处 理 5.1 面部图 像检 测 给定的 图像 通过 矩形 框框 出小 熊猫 面部 面积 最大的 一个 区域，根据 检测 边界 框裁 剪小 熊 猫的面 部图像。小 熊猫 面部 图像 检测 算法 需满 足以 下要 求：a)算法推 理的 实时 性应 达到20FPS；b)平均检 测的 精度mAP 应达 到80%。5.2 面部

8、关 键点 检测 给定一 张小 熊猫 面部 图像，确 定小 熊猫 眼睛 和鼻子 的位 置坐 标。5.2.1 标签制 作 标签制 作需 满足 以下 要求：a)关键点 位置：小 熊猫 双眼 和鼻 子中 心；DB51/T 2928 2022 3 b)关键点 数量：3 个；c)关键区 域范围：以关 键点的坐标为 圆心，设定一个 半径绘制圆形 区域，眼睛区 域的半径设 置为7 个 像素，鼻 子区 域的 半径 设置为13 个 像素，每个 关键 点对 应于 一个 通道；d)标签格 式：三通 道的 图像 标签，关 键区 域内 的像素 值设 置为255，其余 区域 设置为0。5.2.2 关键点 检测 测试 关键点

9、 检测 测试 流程：a)输入:一 张小 熊猫 面部 图像；b)输出:与 输入 图像 大小 相同 的三 通道 图像。每 个通道 代表 一个 关键 区域，分别 过滤 掉每 个 通道 较小的 响应值，剩下 的响应值较高 的点的质心即为 该通道所对应 关键区域的中 心坐标，即 关键点坐 标。5.2.3 关键点 检测 算法 要求 小熊猫 面部 关键 点检 测 算 法需 满足 以下 要求：a)算法推 理的 实时 性应 达到20FPS；b)关键点 预测 误差 应不 大于5 像 素。5.3 面部对 齐 基于两 只眼 睛的 中心 来对 齐小 熊猫 的面 部图 像，使 得连 接两 眼中 心的 直线 是水 平的。5

10、3.1 输入 小熊猫 双眼 和鼻 子中 心的 坐标，小 熊猫 面部 图像。5.3.2 旋转 基于双 眼中 心的 坐标，旋 转小 熊猫 面部 图像，使双 眼中 心处 于同 一水 平线 上。5.3.3 裁剪 设双眼 中心 之间 的距离 为 d，眼 睛中 心到裁 剪后的 面部 图像 的顶部 和底 部之 间的 距离分 别为 a d和b d，左右 眼中 心相 对于 裁剪 后的 面部 图 像的左 右边 缘的 距离 均 为c d。其中a=1.3，b=1.7 和c=1.2。5.3.4 输出 几乎没 有平 面内 旋转 且绝 大部 分背 景都 被消 除了的 小熊 猫面 部图 像。5.4 全身图 像检 测 从给定

11、 图像 中通 过矩 形框 框出 图像 中面 积最 大的单 只小 熊猫 全身 区域，得到 检测 框后，根据边 界框裁剪小 熊猫 全身 图像。小熊猫 全身 图像 检测 算法 需满 足以 下要 求：a)算法推 理的 实时 性应 达到20FPS；b)平均检 测的 精度mAP 应达 到80%。5.5 面部数 据库 5.5.1 面部数 据库 建立 面部数 据数 据建 立具 体流 程：DB51/T 2928 2022 4 a)通 过智 能成 像设 备采 集，批量 导入 小熊 猫 面部图 像数 据；b)在 小熊 猫面 部图 像注 册登 记过 程中，绑 定 小熊猫 面部 图像 与小 熊猫 身份 信息。5.5.2

12、 面部数 据库 要求 小熊猫 面部 数据 库需 满 足 以下 要求：a)小 熊猫 面部 目标 框左 上角 和右 下角 坐标 有 目标框 标注；b)双 眼和 鼻子 的关 键点 有坐 标标 注；c)经 过图 像去 重操 作。5.6 全身数 据库 5.6.1 全身数 据库 建立 全身数 据数 据建 立具 体流 程：a)通 过智 能成 像设 备采 集，批量 导入 小熊 猫 全身图 像数 据；b)在 小熊 猫全 身图 像注 册登 记过 程中，绑 定 小熊猫 全身 图像 与小 熊猫 身份。5.6.2 全身数 据库 要求 小熊猫 全身 数据 库需 满足 以下 要求：a)小 熊猫 全身 目标 框左 上角 和右

13、 下角 坐标 有 目标框 标注；b)经 过图 像去 重操 作。5.7 面部图 像识 别 5.7.1 输入 对齐并 裁剪 好的 小熊 猫面 部图 像。5.7.2 识别网 络模 型 用于提 取身 份特 征的 卷积 神经 网络，常用 的 卷积神 经网 络有VGG，ResNet，SENet 等通 用卷积 神经网络。5.7.3 输出 输入小 熊猫 面部 图像 的特 征。5.7.4 比对 比对具 体流 程：a)将 输入 小熊 猫面 部图 像的 特征 与注 册集 中 登记的 所有 小熊 猫面 部图像 的特 征进 行相 似度 计 算；b)最 高相 似度 高于 指定 的相 似度 阈值，其 身 份被确 定为 与它

14、 最相 似的 特征 所属 的小 熊猫；c)最 高相 似度 低于 指定 的相 似度 阈值，则 判 定其是 未知 的小 熊猫 新个 体。5.7.5 面部图 像识 别算 法要 求 当错误 接受 率为0.1%时，错误 拒绝 率应 不大 于10%。5.8 全身图 像识 别 5.8.1 输入 DB51/T 2928 2022 5 经过检 测的 小熊 猫全 身图 像。5.8.2 输出 输入小 熊猫 全身 图像 的特 征。5.8.3 识别模 型 用于提 取身 份特 征的 卷积 神经 网络，常 用的 卷积神 经网 络有 VGG，ResNet，SENet 等。5.8.4 比对 比对具 体流 程：a)将 输入 小熊

15、 猫全 身图 像的 特征 与注 册集 中 登记的 所有 小熊 猫全 身图像 的特 征进 行相 似度 计 算；b)最 高相 似度 高于 指定 的相 似度 阈值，其 身 份被确 定为 与它 最相 似的 特征 所属 的小 熊猫；c)最 高相 似度 低于 指定 的相 似度 阈值，则 判 定其是 未知 的小 熊猫 新个 体。5.8.5 全身图 像识 别算 法要 求 当错误 接受 率为0.1%时，错误 拒绝 率应 不大 于20%。DB51/T 2928 2022 6 A A 附录A（规范 性）圈养小 熊猫 影像 数据 采集 记录 表 圈养小 熊猫 影像 数据 采集 记录 表见 表A.1。表A.1 圈养小 熊猫 影像 数据 采集 记录 表 采集人：采集日期：房间号 电子芯片编码 代号（号）出生地/年份 性别 称谓 备注 是否拍摄 是否接收 1 号兽舍 076 585 521 雄 胖元 无尾巴 2 号兽舍 076 569 877 71 2012 雌 小白