[發(fā)明專利]一種基于圖像處理的動(dòng)物社交網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)采集及分析系統(tǒng)及其方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611066640.8
• 申請(qǐng)日: 2016-11-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106778537B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-02-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李風(fēng)華;劉正奎;鄭毅
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院心理研究所
• 主分類號(hào): G06K9/00
• 分類號(hào): G06K9/00
• 代理公司: 北京東方芊悅知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11591
• 代理人: 彭秀麗;李鴻儒

1.一種基于圖像處理的動(dòng)物社交網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)采集及分析系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括：

生活場(chǎng)景模塊，用于動(dòng)物進(jìn)行交往活動(dòng)的場(chǎng)所，所述生活場(chǎng)景模塊的底部設(shè)有襯板，所述襯板與觀測(cè)動(dòng)物外表顏色亮度反差在0-255的黑白色彩空間中大于100；

光照裝置，設(shè)置于所述生活場(chǎng)景模塊中，用于對(duì)生活場(chǎng)景模塊內(nèi)部進(jìn)行環(huán)形照射；

圖像采集裝置，設(shè)置于所述生活場(chǎng)景模塊中，用于對(duì)所述生活場(chǎng)景模塊內(nèi)的動(dòng)物活動(dòng)進(jìn)行圖像采集；

數(shù)據(jù)分析模塊，與所述圖像采集裝置連接，采用圖像灰度的差值絕對(duì)值和灰度和矩陣作為基本數(shù)據(jù)，建立每只動(dòng)物所有動(dòng)作的參考矩陣集；通過(guò)在所述生活場(chǎng)景模塊中抽取動(dòng)物像素集，建立由單幀差值矩陣和灰度和矩陣組成的目標(biāo)矩陣；將每個(gè)目標(biāo)矩陣與參考矩陣集逐一對(duì)比，獲得每只動(dòng)物在生活場(chǎng)景模塊中的運(yùn)動(dòng)軌跡，最終形成動(dòng)態(tài)的社會(huì)交流群體網(wǎng)絡(luò)；

所述數(shù)據(jù)分析模塊包括：

參考矩陣集生成模塊，與所述圖像采集裝置連接，獲取包含圖像灰度的差值絕對(duì)值與灰度和矩陣的矩陣集，用于建立每只動(dòng)物所有動(dòng)作的參考矩陣集；

播放控制模塊，與所述圖像采集裝置連接，用于從所述圖像采集裝置中獲得的原始視頻數(shù)據(jù)解壓縮并轉(zhuǎn)化為幀序列；

數(shù)據(jù)匹配模塊，與所述的參考矩陣集生成模塊和播放控制模塊連接，用于順次抽取所述播放控制模塊中所解壓縮出來(lái)的各個(gè)幀序列，并作為目標(biāo)矩陣與所述參考矩陣集生成模塊中的參考矩陣進(jìn)行巴氏距離或歐氏距離逐一對(duì)比，獲得目標(biāo)矩陣所代表動(dòng)物的匹配數(shù)據(jù)；

數(shù)據(jù)記錄模塊，用于將所述數(shù)據(jù)匹配模塊中所獲得的所有匹配數(shù)據(jù)進(jìn)行保存，生成每只動(dòng)物在生活場(chǎng)景模塊中的運(yùn)動(dòng)軌跡。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動(dòng)物社交網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)采集及分析系統(tǒng)，其特征在于，所述生活場(chǎng)景模塊中的外壁和底部均為透明板。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的動(dòng)物社交網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)采集及分析系統(tǒng)，其特征在于，所述透明板為透明玻璃或塑料。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的動(dòng)物社交網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)采集及分析系統(tǒng)，其特征在于，所述生活場(chǎng)景模塊的場(chǎng)景底部距離地面大于等于10cm。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動(dòng)物社交網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)采集及分析系統(tǒng)，其特征在于，所述的光照裝置為由多盞紅外燈組成的無(wú)影燈光，用于對(duì)所述生活場(chǎng)景模塊進(jìn)行環(huán)形照射。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動(dòng)物社交網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)采集及分析系統(tǒng)，其特征在于，所述的圖像采集裝置為紅外線攝像機(jī)，用于獲取所述生活場(chǎng)景模塊中所有動(dòng)物的動(dòng)態(tài)社群圖像數(shù)據(jù)。

7.一種利用權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述動(dòng)物社交網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)采集及分析系統(tǒng)的基于圖像處理的動(dòng)物社交網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)采集及分析方法，其特征在于，建立動(dòng)物生活場(chǎng)景模塊；通過(guò)圖像采集裝置對(duì)生活場(chǎng)景模塊中的動(dòng)物進(jìn)行圖像采集，采用圖像灰度的差值絕對(duì)值和灰度和矩陣作為基本數(shù)據(jù)，建立每只動(dòng)物所有動(dòng)作的參考矩陣集；數(shù)據(jù)分析模塊接收?qǐng)D像采集裝置所采集到的動(dòng)物像素集，并通過(guò)灰度圖進(jìn)行數(shù)據(jù)輸入；抽取生活場(chǎng)景中的動(dòng)物像素集，建立由單幀差值矩陣和灰度和矩陣組成的目標(biāo)矩陣；將每個(gè)目標(biāo)矩陣與參考矩陣集逐一對(duì)比，獲得目標(biāo)矩陣所代表的動(dòng)物；對(duì)所采集動(dòng)物像素集中的所有幀進(jìn)行對(duì)比，獲得每只動(dòng)物的運(yùn)動(dòng)軌跡；在生活場(chǎng)景模塊中繪制所有動(dòng)物的運(yùn)動(dòng)軌跡，獲得動(dòng)態(tài)的動(dòng)物社會(huì)交流群體網(wǎng)絡(luò)。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的動(dòng)物社交網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)采集及分析方法，其特征在于，獲得目標(biāo)矩陣所代表動(dòng)物的具體方法是：將每個(gè)目標(biāo)矩陣與參考矩陣集中的參考矩陣逐一進(jìn)行巴氏距離或歐氏距離的對(duì)比；當(dāng)目標(biāo)矩陣與參考矩陣集中的參考矩陣之間的巴氏距離或歐氏距離最小時(shí)，即得目標(biāo)矩陣所代表的動(dòng)物。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的動(dòng)物社交網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)采集及分析方法，其特征在于，對(duì)每只動(dòng)物的運(yùn)動(dòng)軌跡做平面碰撞檢測(cè)，獲得動(dòng)物的交往情況。

10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的動(dòng)物社交網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)采集及分析方法，其特征在于，所述方法還包括通過(guò)數(shù)據(jù)分析模塊對(duì)動(dòng)物交往前的運(yùn)動(dòng)向量進(jìn)行分析,以獲得所有動(dòng)物的主被動(dòng)交往屬性，其具體分析方法是：在動(dòng)物達(dá)到接觸時(shí)刻之前的1秒鐘內(nèi)，動(dòng)物所在各位置的每一幀在指向接觸時(shí)的速度向量之和的較大者為主動(dòng)交往方，較小者為被動(dòng)交往方。