[發(fā)明專利]一種鼠類行為分析方法及裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011557323.2
• 申請日: 2020-12-23
• 公開（公告）號: CN112580552A
• 公開（公告）日: 2021-03-30
• 發(fā)明（設計）人: 謝曦;徐嘉榮;黎洪波;胡寧;陳惠琄;李柏鳴;鐘成錦;李仁杰;何根;杭天
• 申請（專利權）人: 中山大學
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06K9/32;G06K9/46;G06N3/04;G06N3/08
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 賈小慧

本申請實施例公開了一種鼠類行為分析方法和裝置，其中方法包括：采集用于訓練的訓練視頻片段；獲取視頻中活動區(qū)域的邊界框，將邊界框和鼠類的信息作為鼠類目標檢測的神經網絡的的監(jiān)督信息，并對人工卷積神經網絡進行訓練；采用訓練后的人工卷積神經網絡對鼠類視頻片段進行目標檢測，得到預設大小的感興趣區(qū)域；根據連續(xù)兩幀中感興趣區(qū)域中心坐標的位移和時間差，得到實時運動總里程，從而獲得鼠類的運動狀態(tài)。本申請所提供鼠類行為分析方法可以有效對小鼠的行為信息進行量化和分析，為動物行為研究提供可靠的研究信息，解決了采取佩戴時傳感器的方式來對實驗動物進行追蹤的辦法存在的魯棒性低，無線傳感器傳輸距離短，使用成本高的問題。

技術領域

本申請涉及動物行為分析技術領域，尤其涉及一種鼠類行為分析方法及裝置。

背景技術

動物行為學的主要研究內容是外界環(huán)境如何影響動物行為以及動物是如何用行為適應環(huán)境的。動物行為的研究主要分為以下四個步驟：1、仔細觀察；2、提出假設；3、驗證假設；4、對動物可能的行為進行預測。然而，到目前為止，動物行為學的研究大多建立在人為觀察的基礎上，只能夠對動物的行為進行定性的假設，然后進行對比試驗來驗證假設。

以鼠類為例，為了能夠對動物進行識別和追蹤，現有技術通常采取用無線傳感網絡和RFID芯片來對實驗動物進行識別和定位。但是，引入無線傳感器的方法存在價格高，傳感器存在脫落風險等缺陷。同時，采取佩戴時傳感器的方式來對實驗動物進行追蹤的辦法還存在魯棒性低，無線傳感器傳輸距離短，使用成本高等缺點。

因此，如何提出一種鼠類行為分析方法及裝置，使其成本低、魯棒性強、能實時監(jiān)測、能源消耗低，從而幫助從事動物行為實驗人員更好的理解實驗動物行為的目的，是本領域技術人員亟待解決的技術問題。

發(fā)明內容

本申請實施例提供了一種鼠類行為分析方法及裝置，解決采取佩戴時傳感器的方式來對實驗動物進行追蹤的辦法存在的魯棒性低，無線傳感器傳輸距離短，使用成本高的問題。

有鑒于此，本申請第一方面提供了一種鼠類行為分析方法，所述方法包括步驟：

S1，采集用于訓練的訓練視頻片段；

S2，獲取所述訓練視頻片段視頻中鼠類的活動區(qū)域的邊界框，并將所述邊界框和鼠類的信息作為鼠類目標檢測的第一人工卷積神經網絡的第一監(jiān)督信息，并對所述第一人工卷積神經網絡進行訓練；

S3，采集用于分析的鼠類視頻片段；

S4，采用訓練后的第一人工卷積神經網絡對所述鼠類視頻片段進行目標檢測；

S5，在檢測到鼠類的視頻幀中標記出預設大小的邊界框和所述鼠類的信息，并將所述邊界框內的區(qū)域定義為感興趣區(qū)域；

S6，獲取所述鼠類視頻片段的連續(xù)兩幀中所述感興趣區(qū)域的中心坐標的位移和時間差，得到鼠類的瞬時速度，對所述瞬時速度進行積分，得到鼠類的實時運動總里程；

S7，根據所述實時運動總里程獲得鼠類的運動狀態(tài)。

優(yōu)選的，所述步驟S1之后，還包括：

獲取視頻中鼠類的頭部、背部和尾巴根部三個關鍵點，得到關鍵點坐標和關鍵點類別，將所述關鍵點坐標和所述關鍵點類別作為鼠類關鍵點檢測的第二人工卷積神經網絡的第二監(jiān)督信息，并對所述第二人工卷積神經網絡進行訓練；

所述步驟S4之后，還包括：

采用訓練后的第二人工卷積神經網絡對所述鼠類視頻片段進行關鍵點檢測；

根據所述關鍵點檢測結果得到鼠類的骨骼鏈路；

根據所述鼠類視頻片段的畫面幀中所述骨骼鏈路的形態(tài)，獲得鼠類的姿勢狀態(tài)。