Estimating body condition score in dairy cows from depth images using convolutional neural networks, transfer learning and model ensembling techniques

Autores
Rodríguez Alvarez, Juan Maximiliano; Arroqui, Mauricio; Mangudo, Pablo; Toloza, Juan Manuel; Jatip, Daniel Esteban; Rodriguez, Juan Manuel; Teyseyre, Alfredo Raul; Sanz, Carlos; Zunino Suarez, Alejandro Octavio; Machado, Claudio; Mateos Diaz, Cristian Maximiliano
Año de publicación
2019
Idioma
inglés
Tipo de recurso
artículo
Estado
versión publicada
Descripción
BCS (Body Condition Score) is a method to estimate body fat reserves and accumulated energy balance of cows, placing estimations (or BCS values) in a scale of 1 to 5. Periodically rating BCS of dairy cows is very important since BCS values are associated with milk production, reproduction, and health of cows. However, in practice, obtaining BCS values is a time-consuming and subjective task performed visually by expert scorers. There have been several efforts to automate BCS of dairy cows by using image analysis and machine learning techniques. In a previous work, an automatic system to estimate BCS values was proposed, which is based on Convolutional Neural Networks (CNNs). In this paper we significantly extend the techniques exploited by that system via using transfer learning and ensemble modeling techniques to further improve BCS estimation accuracy. The improved system has achieved good estimations results in comparison with the base system. Overall accuracy of BCS estimations within 0.25 units of difference from true values has increased 4% (up to 82%), while overall accuracy within 0.50 units has increased 3% (up to 97%).
Fil: Rodríguez Alvarez, Juan Maximiliano. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tandil. Centro de Investigación Veterinaria de Tandil. Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires. Centro de Investigación Veterinaria de Tandil. Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comision de Investigaciones Científicas. Centro de Investigación Veterinaria de Tandil; Argentina
Fil: Arroqui, Mauricio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tandil. Instituto Superior de Ingeniería del Software. Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires. Instituto Superior de Ingeniería del Software; Argentina
Fil: Mangudo, Pablo. No especifíca;
Fil: Toloza, Juan Manuel. Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina
Fil: Jatip, Daniel Esteban. Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires; Argentina
Fil: Rodriguez, Juan Manuel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tandil. Instituto Superior de Ingeniería del Software. Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires. Instituto Superior de Ingeniería del Software; Argentina
Fil: Teyseyre, Alfredo Raul. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tandil. Instituto Superior de Ingeniería del Software. Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires. Instituto Superior de Ingeniería del Software; Argentina
Fil: Sanz, Carlos. Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires; Argentina
Fil: Zunino Suarez, Alejandro Octavio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tandil. Instituto Superior de Ingeniería del Software. Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires. Instituto Superior de Ingeniería del Software; Argentina
Fil: Machado, Claudio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tandil. Centro de Investigación Veterinaria de Tandil. Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires. Centro de Investigación Veterinaria de Tandil. Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comision de Investigaciones Científicas. Centro de Investigación Veterinaria de Tandil; Argentina
Fil: Mateos Diaz, Cristian Maximiliano. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tandil. Instituto Superior de Ingeniería del Software. Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires. Instituto Superior de Ingeniería del Software; Argentina
Materia
BODY CONDITION SCORE
CONVOLUTIONAL NEURAL NETWORKS
IMAGE ANALYSIS
MODEL ENSEMBLING
PRECISION LIVESTOCK
TRANSFER LEARNING
Nivel de accesibilidad
acceso abierto
Condiciones de uso
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Repositorio
CONICET Digital (CONICET)
Institución
Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
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However, in practice, obtaining BCS values is a time-consuming and subjective task performed visually by expert scorers. There have been several efforts to automate BCS of dairy cows by using image analysis and machine learning techniques. In a previous work, an automatic system to estimate BCS values was proposed, which is based on Convolutional Neural Networks (CNNs). In this paper we significantly extend the techniques exploited by that system via using transfer learning and ensemble modeling techniques to further improve BCS estimation accuracy. The improved system has achieved good estimations results in comparison with the base system. Overall accuracy of BCS estimations within 0.25 units of difference from true values has increased 4% (up to 82%), while overall accuracy within 0.50 units has increased 3% (up to 97%).Fil: Rodríguez Alvarez, Juan Maximiliano. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tandil. 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