赵文年 韩佳佳 朱梦莹 徐全武 张启耀

（新疆乌鲁木齐县畜牧兽医站 830036）

1 家畜标识发展现状

传统畜牧业中家畜个体标识有烙印或刺身于背部或臀部、剪耳产生豁口等方法[1，2]。目前国内均使用印有二维码信息的塑料耳标。其缺点为易被铁丝、树枝挂掉，造成耳朵破裂；易被替换及伪造。因其问题较多，近年牲畜保险使用皮下注射电子芯片进行标识，该芯片采用无线射频识别技术 (Radio Frequency Identification,RFID)。但其制造成本较高，目前无统一制造标准，回收使用才生额外成本等问题。限制了其全面推广，只在国内部分地区使用[3]。生物特征识别技术[4]利用生物体固有的物理特征或行为特征进行个体鉴别。常用的有指纹、人脸、虹膜、掌纹、视网膜、耳郭和DNA 等，因其方便、损伤小、稳定等特点，在人类社会商业化应用广泛。在家畜应用方面，国外发展较快，国内处于研究阶段，大范围推广较少。

2 不同生物特征在家畜标识中的应用研究

2.1 面部识别

面部识别有采集方便、侵犯性小等优点。商业应用人脸识别的产品很多，技术很成熟。在家畜方面也有不少应用研究。Xia 等[5]基于局部二值模式（Local binary patterns,LBP）纹理特征的面部描述模型，对牛面部图像进行识别。蔡骋等[6，7]采用自适应级联检测器和统计迭代模型精确定位牛脸轮廓范围。用该方法采集牛脸正面图像，使用监督式梯度下降算法（Supervised descent method,SDM）、局部二值算法（Local binary features,LBF）和主动外观模型算法（Fast active appearance model,FAAM）3 种算法提取牛脸轮廓。共拍摄20 头牛，800 幅牛面部图像，随机选取720 幅图片进行识别训练后，抽取80幅图片进行识别测试。结果显示，识别准确率最好的为主动外观模型算法，识别效率最快的为局部二值算法。

2.2 鼻纹识别

皮肤纹理是生物普遍具有的生物特征。牛鼻纹是牛鼻部皮肤纹理，经研究牛鼻纹存在个体特异性[4]，可用于识别的生物特征。Barry 等[8]通过拓印牛鼻纹印后，拍摄牛鼻纹印的方法，采集牛鼻纹信息，使用主成分分析和欧氏距离分类算法对牛鼻纹照片进行识别，识别率可达98.85%。虽然牛鼻纹作为生物特征识别具有侵犯性小和准确等特点，但仍需在提高牛鼻纹图片采集效率、识别算法优化方面做更多的研究[4]。

2.3 虹膜识别

生物虹膜具有高度特异性、稳定等特点，是较为重要的生物识别特征。Masahiko 等[9]提出了将虹膜特征识别应用于赛马识别，建立了赛马识别管理系统。赵林度等[10,11]将虹膜识别技术应用于牛的识别，采集牛虹膜过程，易出现牛摆头、牛眼转动、睫毛过长和拍照时易出现大面积光斑等因素，影响虹膜照片质量。其通过研究，优化了虹膜定位及识别算法等关键技术，经虹膜外边缘特征区域的提取及归一化处理，提高了识别准确性。杨旭磊[12]采用Gabor 变换的虹膜识别算法，构建了以虹膜识别为基础的家畜健康信息溯源系统。

2.4 视网膜识别

视网膜位于眼底，具有特异性、稳定等特点，是重要的生物识别特征[13]。Golden 等[14]用视网膜图像识别进行牛个体识别。Optibrand 公司开发了OptiReader 设备，该设备能以30 幅/s采集视网膜图像，视网膜图像由计算机构建数据库并进行比对识别。Allen 等[15]用OptiReader 设备对869 头牛拍摄视网膜图像1738 幅，建立数据库后，又拍摄2266 幅图像比对识别，识别率达98.3%。Rusk 等[16]使用OptiReader 设备拍摄了491 头牛和220 只羊的视网膜图片，随机重新采集317 头牛和159 只羊视网膜图像用于识别。牛、羊的识别率均达到96%以上。

3 展望

国内家畜及畜产品存量大、流通频繁，现有塑料耳标在使用中易出现掉标和被替换的情况，使现有的溯源体系存在较大漏洞。皮下电子芯片标识因成本高及无统一标准等因素，推广还需较长时间。生物特征为家畜个体固有特征，尤其是虹膜和面部识别侵犯性小、稳定性强、操作简便，适宜用于流通环节家畜个体的标识、监管及追踪溯源。因家畜不涉及财物等附属物的归属问题，只需一定的识别度附加地址、畜主等信息足以做到个体识别。近年来，外来动物疫病不断传入，给动物疫病溯源和畜产品安全监管带来了更大的压力。生物特征识别技术的推广应用，对养殖、活畜调运环节中家畜个体的标识、监管及追踪溯源意义重大。