實(shí)驗(yàn)小鼠體態(tài)特征圖像識(shí)別算法研究.pdf

1、實(shí)驗(yàn)小鼠自發(fā)活動(dòng)情況的觀察、記錄和統(tǒng)計(jì)信息,對(duì)于生物醫(yī)學(xué)研究具有重要意義。早期的動(dòng)物行為學(xué)研究,主要依靠人工觀察和記錄,存在諸多不便。近年來(lái),隨著視頻和計(jì)算機(jī)圖像識(shí)別技術(shù)的發(fā)展,小鼠自發(fā)活動(dòng)的自動(dòng)化監(jiān)測(cè)和記錄方法有了很大改進(jìn)。但是,由于小鼠活動(dòng)體態(tài)的多樣和復(fù)雜,現(xiàn)有的方法和技術(shù)還存在不足,特別是體態(tài)識(shí)別效果尚未令人滿意。
　　 針對(duì)實(shí)驗(yàn)小鼠自發(fā)活動(dòng)的圖像識(shí)別問(wèn)題,在頂部和側(cè)面兩種拍攝條件下,本文分別研究和改進(jìn)了其圖像數(shù)據(jù)的處理方

2、法和識(shí)別算法。
　　 小鼠活動(dòng)場(chǎng)所通常存在光照不均勻的狀況,在此情況下,僅用常規(guī)的圖像數(shù)據(jù)灰度化、二值化處理方法效果不好,本文對(duì)圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行開運(yùn)算和閉運(yùn)算預(yù)處理,結(jié)果表明,改進(jìn)后的算法能夠有效消除實(shí)驗(yàn)小鼠圖像的上述不利影響。
　　 研究分析了三種濾波算子處理圖像的方法,對(duì)濾波效果進(jìn)行對(duì)比。結(jié)果表明,維納濾波效果較好,更適合小鼠圖像識(shí)別;中值濾波不適合檢測(cè)點(diǎn)、線、尖項(xiàng)細(xì)節(jié)多的小鼠圖像;線性平滑濾波后的小鼠圖像出現(xiàn)細(xì)節(jié)模糊。

3、
　　 關(guān)于小鼠輪廓提取,研究分析了現(xiàn)有常用的基于梯度算子的三種邊緣檢測(cè)方法,結(jié)果表明都存在嚴(yán)重不足。而采用目標(biāo)物體的邊界追蹤法提取小鼠邊緣,尾部較細(xì),而且連續(xù)、不斷裂,此法用于小鼠圖像識(shí)別,較前三種方法效果好。
　　 當(dāng)圖像采集為頂部拍攝時(shí),可由小鼠重心追蹤相關(guān)運(yùn)動(dòng)位置信息,研究設(shè)計(jì)了角點(diǎn)檢測(cè)方法,可用于提取小鼠頭部、尾根部特征信息,并對(duì)其進(jìn)行定位。依據(jù)頭部、尾根部、重心三點(diǎn)相對(duì)位置參數(shù)可進(jìn)行某些體態(tài)識(shí)別。
　　

4、 由于頂部拍攝法所獲取的信息有限,不利于小鼠較復(fù)雜體態(tài)的判別,本文設(shè)計(jì)了側(cè)面拍攝與頂部拍攝相結(jié)合識(shí)別小鼠體態(tài)的算法,其在小鼠蹲起和豎起的兩種體態(tài)的識(shí)別中效果較好。在側(cè)面拍攝的算法中,主要是通過(guò)小鼠身體的大體朝向來(lái)識(shí)別體態(tài),基本思想是利用去掉尾巴條件下小鼠身體的最小外接矩形頂點(diǎn)在豎直方向上的最小距離判斷小鼠的特殊體態(tài)。
　　 結(jié)合兩種拍攝方法,可以采集到小鼠較大范圍內(nèi)的活動(dòng)圖像,不僅能識(shí)別一些簡(jiǎn)單運(yùn)動(dòng),還能有效識(shí)別小鼠一些較復(fù)雜