[發明專利]Morris水迷宮實驗圖像分析系統及方法

有效

• 申請號: 201810939184.6
• 申請日: 2018-08-17
• 公開（公告）號: CN109272518B
• 公開（公告）日: 2020-05-05
• 發明（設計）人: 劉宏德;羅坤
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: G06T7/13
• 分類號: G06T7/13;G06T7/20;G06T5/00
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 馮艷芬

1.一種Morris水迷宮實驗圖像分析系統，其特征在于該系統包括：

邊緣檢測模塊，用于對多幀Morris水迷宮實驗圖像進行邊緣檢測，從而獲取圖像中的邊緣特征；

游泳池識別模塊，用于從邊緣特征中識別出半徑介于實驗圖像尺寸1/6到1/1.5的圓或橢圓，作為水迷宮游泳池區域；

象限劃分模塊，用于以識別出的水迷宮游泳池圓心為原點建立坐標系，并對坐標系進行旋轉，使得真實水迷宮游泳池和識別出的水迷宮游泳池的坐標系一致，所述坐標系將水迷宮游泳池區域均分為4個象限；

軌跡識別模塊，用于從邊緣檢測模塊中獲取的邊緣特征中識別出像素為1的像素點的位置和數目，將該像素點集合作為動物運動軌跡，并根據動物運動軌跡計算動物穿越各象限的次數；

熱區圖像形成模塊，用于對于多幀Morris水迷宮實驗圖像進行平滑處理，形成熱區圖像；

探查方式識別模塊，用于根據運動軌跡判別動物的探查方式；具體包括：

計算單元，用于獲取穿過逃逸平臺中心和游泳池圓心的直線L，計算所有運動軌跡點到直線L的距離d，以及所有運動軌跡點到游泳池圓心的距離dd；

判別單元，用于在若70％以上的軌跡點到直線L的距離d小于0.15×r，探查方式判定為直線式；若d小于0.75×r的軌跡點超過70％，探查方式判定為趨向式；若dd0.7×r的點超過70％，探查方式判定為邊緣式，如果不滿足以上所有情況，探查方式判定為隨機式，其中，r為游泳池半徑；

保存模塊，用于將分析得到的運動軌跡、穿越各象限次數、熱區圖像和動物探查方式進行保存。

2.根據權利要求1所述的Morris水迷宮實驗圖像分析系統，其特征在于：所述邊緣檢測模塊進行邊緣檢測前首先判斷Morris水迷宮實驗圖像是否為RGB三色通道圖像，如果是，則獲取特定單色通道的值形成單色圖像，然后對單色圖像采用Canny算子進行邊緣檢測；否則，直接采用Canny算子做邊緣檢測。

3.根據權利要求1所述的Morris水迷宮實驗圖像分析系統，其特征在于：所述游泳池識別模塊具體用于通過圓形霍夫變換方法從邊緣特征中識別出半徑介于實驗圖像尺寸1/6到1/1.5的圓或橢圓的圓心和半徑。

4.根據權利要求1所述的Morris水迷宮實驗圖像分析系統，其特征在于：還包括調整模塊，用于在獲取到水迷宮游泳池區域后，通過手動調節圓心和半徑，使得游泳池圓心和半徑更加準確。

5.一種Morris水迷宮實驗圖像分析方法，其特征在于該方法包括：

(1)對多幀Morris水迷宮實驗圖像進行邊緣檢測，從而獲取圖像中的邊緣特征；

(2)從邊緣特征中識別出半徑介于實驗圖像尺寸1/6到1/1.5的圓或橢圓，作為水迷宮游泳池區域；

(3)以識別出的水迷宮游泳池圓心為原點建立坐標系，并對坐標系進行旋轉，使得真實水迷宮游泳池和識別出的水迷宮游泳池的坐標系一致，所述坐標系將水迷宮游泳池區域均分為4個象限；

(4)從步驟(1)中獲取的邊緣特征中識別出像素為1的像素點的位置和數目，將該像素點集合作為動物運動軌跡，并根據動物運動軌跡計算動物穿越各象限的次數；

(5)對于多幀Morris水迷宮實驗圖像進行平滑處理，形成熱區圖像；

(6)根據運動軌跡判別動物的探查方式；具體包括：

(6-1)獲取穿過逃逸平臺中心和游泳池圓心的直線L，計算所有運動軌跡點到直線L的距離d，以及所有運動軌跡點到游泳池圓心的距離dd；

(6-2)如果有70％以上的軌跡點到直線L的距離d小于0.15×r，則探查方式判定為直線式；如果d小于0.75×r的軌跡點超過70％，則探查方式判定為趨向式；如果dd0.7×r的點超過70％，則探查方式判定為邊緣式，如果不滿足以上所有情況，則探查方式判定為隨機式，其中，r為游泳池半徑；

(7)將分析得到的運動軌跡、穿越各象限次數、熱區圖像和動物探查方式進行保存。