專利名稱：動(dòng)物行為視頻分析系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種動(dòng)物行為視頻分析系統(tǒng)，屬機(jī)器視覺技術(shù)領(lǐng)域。
采用機(jī)器視覺技術(shù)根據(jù)動(dòng)物行為特征識(shí)別，可以計(jì)算出動(dòng)物行為位置坐標(biāo)、行動(dòng)軌跡、運(yùn)動(dòng)距離、停止時(shí)間、運(yùn)動(dòng)時(shí)間、運(yùn)動(dòng)速度、運(yùn)動(dòng)量，從而可用于測(cè)試動(dòng)物學(xué)習(xí)能力、記憶機(jī)理和心理活動(dòng)以及測(cè)試樣品的藥性對(duì)運(yùn)動(dòng)的影響。同理，也可以用于人類的行為分析。
本發(fā)明的動(dòng)物行為視頻分析系統(tǒng)的技術(shù)方案為系統(tǒng)硬件由視頻輸入器(1)、圖像采集卡(2)、微處理器(3)和顯示屏(4)組成。視頻輸入器(1)，可以是標(biāo)準(zhǔn)速率或非標(biāo)準(zhǔn)速率的視頻攝像機(jī)或可獲取圖像的標(biāo)準(zhǔn)器件。圖像采集卡(2)是標(biāo)準(zhǔn)模擬或數(shù)字圖像采集卡，也可以是USB接口的數(shù)字?jǐn)z像機(jī)或者是視頻編輯卡并能與微處理器(3)內(nèi)存進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的軟件模塊或硬件模塊，連接在微處理器(3)的PCI、ISA或相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)總線上。微處理器(3)是具有標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算機(jī)功能的設(shè)備，含機(jī)箱、CPU及其主板、內(nèi)存、ROM或硬盤、通信口、有源底版等，可以是商用、民用計(jì)算機(jī)、服務(wù)器、工控機(jī)、DSP或具有計(jì)算機(jī)功能的處理器系統(tǒng)。顯示器(4)是標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算機(jī)兼容的顯示器，一般與微處理器(3)連接安放在一起。
系統(tǒng)軟件由以下模塊組成通信、參數(shù)設(shè)置、圖像采集、識(shí)別、行為分析、數(shù)值計(jì)算、并行處理、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)查詢、顯示、報(bào)警。
系統(tǒng)工作步驟如下1.正確安裝動(dòng)物行為視頻分析系統(tǒng)軟、硬件；2.利用自然光線或增加人工輔助光源；3.將欲執(zhí)行行為分析任務(wù)的處理程序存入微處理器(3)的程序存儲(chǔ)器中；4.啟動(dòng)微處理器(3)，CPU按程序初始化系統(tǒng)硬件視頻輸入器(1)、圖像采集卡(2)、微處理器(3)和顯示屏(4)，以及系統(tǒng)軟件；5.設(shè)定視頻輸入器(1)有效視場(chǎng)；6.系統(tǒng)標(biāo)定；7.微處理器(3)控制圖像采集卡(2)按系統(tǒng)預(yù)先設(shè)定的或由用戶設(shè)定的采樣周期采集視頻輸入器(1)視場(chǎng)內(nèi)的動(dòng)物運(yùn)動(dòng)系列圖像；8.微處理器(3)對(duì)運(yùn)動(dòng)系列圖像進(jìn)行處理并提取每一幅序列圖像上動(dòng)物的特征；9.根據(jù)特征位置計(jì)算位置坐標(biāo)；10.將各幅圖像位置坐標(biāo)連接形成行動(dòng)軌跡圖；11.由行動(dòng)軌跡圖計(jì)算運(yùn)動(dòng)距離；12.由運(yùn)動(dòng)距離和運(yùn)動(dòng)時(shí)間計(jì)算運(yùn)動(dòng)速度；13.微處理器(3)將運(yùn)動(dòng)序列圖像以及分析計(jì)算結(jié)果記錄下來保存在存儲(chǔ)器中；14.微處理器(3)將實(shí)時(shí)行動(dòng)圖像、運(yùn)動(dòng)軌跡圖、趨勢(shì)變化圖同時(shí)顯示在顯示屏(4)上。
15.微處理器(3)對(duì)動(dòng)物的異常行為進(jìn)行報(bào)警；16.微處理器(3)控制系統(tǒng)的開始、停止、人工干預(yù)和異常情況處理。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下有益效果1.實(shí)時(shí)自動(dòng)分析人或動(dòng)物行為同時(shí)提供直觀的真彩色圖像；2.系統(tǒng)與被測(cè)動(dòng)物沒有直接物理連接，避免了對(duì)被測(cè)動(dòng)物造成傷害；3.數(shù)字化使得系統(tǒng)既可以獨(dú)立運(yùn)行，又可以遠(yuǎn)程傳輸，異地共享；
4.分析速度可達(dá)毫秒等級(jí)，檢測(cè)精度可達(dá)毫米等級(jí)；5.采樣周期人工可調(diào)；6.24小時(shí)實(shí)時(shí)檢測(cè)分析；7.可實(shí)時(shí)和事后分析動(dòng)物行為。
附圖
2為動(dòng)物行為視頻分析系統(tǒng)工作原理框圖。
附圖3為動(dòng)物行為視頻分析系統(tǒng)軟件流程框圖。
利用機(jī)器視覺技術(shù)分析小白鼠行為采用下列步驟1.正確安裝動(dòng)物行為視頻分析系統(tǒng)軟、硬件；2.利用自然光線或增加人工輔助光源；3.選定一組接受實(shí)驗(yàn)藥物的小白鼠；4.將欲執(zhí)行行為分析任務(wù)的處理程序存入微處理器(3)的程序存儲(chǔ)器中；5.啟動(dòng)微處理器(3)，CPU按程序初始化系統(tǒng)硬件視頻輸入器(1)、圖像采集卡(2)、微處理器(3)和顯示屏(4)，以及系統(tǒng)軟件；6.設(shè)定視頻輸入器(1)有效視場(chǎng)；7.系統(tǒng)標(biāo)定；8.將一只小白鼠放入水迷宮中；9.微處理器(3)控制圖像采集卡(2)按系統(tǒng)預(yù)先設(shè)定的或由用戶設(shè)定的采樣周期采集視頻輸入器(1)視場(chǎng)內(nèi)的小白鼠運(yùn)動(dòng)系列圖像；10.微處理器(3)對(duì)運(yùn)動(dòng)系列圖像進(jìn)行處理并提取每一幅序列圖像上小白鼠頭部的特征；
11.根據(jù)小白鼠頭部特征位置計(jì)算頭部位置坐標(biāo)；12.將每一幅圖像頭部位置坐標(biāo)連接形成行動(dòng)軌跡圖；13.由行動(dòng)軌跡圖計(jì)算運(yùn)動(dòng)距離；14.由運(yùn)動(dòng)距離和運(yùn)動(dòng)時(shí)間計(jì)算運(yùn)動(dòng)速度；15.微處理器(3)將運(yùn)動(dòng)序列圖像以及分析計(jì)算結(jié)果記錄下來保存在存儲(chǔ)器中；16.微處理器(3)將實(shí)時(shí)行動(dòng)圖像、運(yùn)動(dòng)軌跡圖、趨勢(shì)變化圖同時(shí)顯示在顯示屏(4)上。
17.微處理器(3)對(duì)小白鼠的異常行為進(jìn)行報(bào)警；18.微處理器(3)控制系統(tǒng)的開始、停止、人工干預(yù)和異常情況處理。
19.重復(fù)以上8-18步驟直至所有小白鼠實(shí)驗(yàn)完畢。
權(quán)利要求
利用機(jī)器視覺技術(shù)分析動(dòng)物行為特征的動(dòng)物行為視頻分析系統(tǒng)由視頻輸入器(1)、圖像采集卡(2)、微處理器(3)和顯示屏(4)組成，其特征在于分析行為采用下列步驟1.正確安裝動(dòng)物行為視頻分析系統(tǒng)軟、硬件；
2.利用自然光線或增加人工輔助光源；
3.將欲執(zhí)行行為分析任務(wù)的處理程序存入微處理器(3)的程序存儲(chǔ)器中；
4.啟動(dòng)微處理器(3)，CPU按程序初始化系統(tǒng)硬件視頻輸入器(1)、圖像采集卡(2)、微處理器(3)和顯示屏(4)，以及系統(tǒng)軟件；
5.設(shè)定視頻輸入器(1)有效視場(chǎng)；
6.系統(tǒng)標(biāo)定；
7.微處理器(3)控制圖像采集卡(2)按系統(tǒng)預(yù)先設(shè)定的或由用戶設(shè)定的采樣周期采集視頻輸入器(1)視場(chǎng)內(nèi)的動(dòng)物運(yùn)動(dòng)系列圖像；
8.微處理器(3)對(duì)運(yùn)動(dòng)系列圖像進(jìn)行處理并提取每一幅序列圖像上動(dòng)物的特征；
9.根據(jù)特征位置計(jì)算位置坐標(biāo)；
10.將各幅圖像位置坐標(biāo)連接形成行動(dòng)軌跡11.由行動(dòng)軌跡圖計(jì)算運(yùn)動(dòng)距離；
12.由運(yùn)動(dòng)距離和運(yùn)動(dòng)時(shí)間計(jì)算運(yùn)動(dòng)速度；
13.微處理器(3)將運(yùn)動(dòng)序列圖像以及分析計(jì)算結(jié)果記錄下來保存在存儲(chǔ)器中；
14.微處理器(3)將實(shí)時(shí)行動(dòng)圖像、運(yùn)動(dòng)軌跡圖、趨勢(shì)變化圖同時(shí)顯示在顯示屏(4)上。
15.微處理器(3)對(duì)動(dòng)物的異常行為進(jìn)行報(bào)警；
16.微處理器(3)控制系統(tǒng)的開始、停止、人工干預(yù)和異常情況處理。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種動(dòng)物行為視頻分析系統(tǒng)，屬機(jī)器視覺領(lǐng)域的技術(shù)產(chǎn)品。系統(tǒng)采用機(jī)器視覺技術(shù)對(duì)視頻攝像機(jī)視場(chǎng)內(nèi)的動(dòng)物行為進(jìn)行識(shí)別，獲取運(yùn)動(dòng)軌跡，計(jì)算和記錄相關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)值，通過對(duì)動(dòng)物行為的分析來測(cè)試動(dòng)物學(xué)習(xí)能力、記憶機(jī)理和心理活動(dòng)。系統(tǒng)硬件由視頻輸入器(1)、圖像采集卡(2)、微處理器(3)和顯示屏(4)組成。系統(tǒng)軟件由通信、參數(shù)設(shè)置、圖像采集、識(shí)別、行為分析、數(shù)值計(jì)算、并行處理、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)查詢、顯示、報(bào)警等模塊組成。該系統(tǒng)具有非接觸無(wú)損，數(shù)字化，采樣周期可調(diào)，既可實(shí)時(shí)在線自動(dòng)跟蹤動(dòng)物運(yùn)動(dòng)軌跡，又可顯示動(dòng)物運(yùn)動(dòng)真彩色圖像的優(yōu)點(diǎn)?？蓮V泛應(yīng)用于生物、動(dòng)物、藥物、醫(yī)學(xué)、公安、科學(xué)研究行業(yè)進(jìn)行動(dòng)物或人的行為活動(dòng)分析。
文檔編號(hào)G06F19/00GK1464466SQ0211382
公開日2003年12月31日 申請(qǐng)日期2002年6月3日 優(yōu)先權(quán)日2002年6月3日
發(fā)明者柯曉兵, 李一民, 潘曉露 申請(qǐng)人:昆明利普機(jī)器視覺工程有限公司