动物行为视频分析系统技术方案

本发明专利技术涉及一种动物行为视频分析系统，属机器视觉领域的技术产品。系统采用机器视觉技术对视频摄像机视场内的动物行为进行识别，获取运动轨迹，计算和记录相关实验数值，通过对动物行为的分析来测试动物学习能力、记忆机理和心理活动。系统硬件由视频输入器（１）、图像采集卡（２）、微处理器（３）和显示屏（４）组成。系统软件由通信、参数设置、图像采集、识别、行为分析、数值计算、并行处理、数据存储查询、显示、报警等模块组成。该系统具有非接触无损，数字化，采样周期可调，既可实时在线自动跟踪动物运动轨迹，又可显示动物运动真彩色图像的优点。可广泛应用于生物、动物、药物、医学、公安、科学研究行业进行动物或人的行为活动分析。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种动物行为视频分析系统，属机器视觉
采用机器视觉技术根据动物行为特征识别，可以计算出动物行为位置坐标、行动轨迹、运动距离、停止时间、运动时间、运动速度、运动量，从而可用于测试动物学习能力、记忆机理和心理活动以及测试样品的药性对运动的影响。同理，也可以用于人类的行为分析。本专利技术的动物行为视频分析系统的技术方案为系统硬件由视频输入器(1)、图像采集卡(2)、微处理器(3)和显示屏(4)组成。视频输入器(1)，可以是标准速率或非标准速率的视频摄像机或可获取图像的标准器件。图像采集卡(2)是标准模拟或数字图像采集卡，也可以是USB接口的数字摄像机或者是视频编辑卡并能与微处理器(3)内存进行数据交换的软件模块或硬件模块，连接在微处理器(3)的PCI、ISA或相应的标准结构总线上。微处理器(3)是具有标准计算机功能的设备，含机箱、CPU及其主板、内存、ROM或硬盘、通信口、有源底版等，可以是商用、民用计算机、服务器、工控机、DSP或具有计算机功能的处理器系统。显示器(4)是标准计算机兼容的显示器，一般与微处理器(3)连接安放在一起。系统软件由以下模块组成通信、参数设置、图像采集、识别、行为分析、数值计算、并行处理、数据存储查询、显示、报警。系统工作步骤如下1.正确安装动物行为视频分析系统软、硬件；2.利用自然光线或增加人工辅助光源；3.将欲执行行为分析任务的处理程序存入微处理器(3)的程序存储器中；4.启动微处理器(3)，CPU按程序初始化系统硬件视频输入器(1)、图像采集卡(2)、微处理器(3)和显示屏(4)，以及系统软件；5.设定视频输入器(1)有效视场；6.系统标定；7.微处理器(3)控制图像采集卡(2)按系统预先设定的或由用户设定的采样周期采集视频输入器(1)视场内的动物运动系列图像；8.微处理器(3)对运动系列图像进行处理并提取每一幅序列图像上动物的特征；9.根据特征位置计算位置坐标；10.将各幅图像位置坐标连接形成行动轨迹图；11.由行动轨迹图计算运动距离；12.由运动距离和运动时间计算运动速度；13.微处理器(3)将运动序列图像以及分析计算结果记录下来保存在存储器中；14.微处理器(3)将实时行动图像、运动轨迹图、趋势变化图同时显示在显示屏(4)上。15.微处理器(3)对动物的异常行为进行报警；16.微处理器(3)控制系统的开始、停止、人工干预和异常情况处理。本专利技术与现有技术相比具有以下有益效果1.实时自动分析人或动物行为同时提供直观的真彩色图像；2.系统与被测动物没有直接物理连接，避免了对被测动物造成伤害；3.数字化使得系统既可以独立运行，又可以远程传输，异地共享； 4.分析速度可达毫秒等级，检测精度可达毫米等级；5.采样周期人工可调；6.24小时实时检测分析；7.可实时和事后分析动物行为。附图2为动物行为视频分析系统工作原理框图。附图3为动物行为视频分析系统软件流程框图。利用机器视觉技术分析小白鼠行为采用下列步骤1.正确安装动物行为视频分析系统软、硬件；2.利用自然光线或增加人工辅助光源；3.选定一组接受实验药物的小白鼠；4.将欲执行行为分析任务的处理程序存入微处理器(3)的程序存储器中；5.启动微处理器(3)，CPU按程序初始化系统硬件视频输入器(1)、图像采集卡(2)、微处理器(3)和显示屏(4)，以及系统软件；6.设定视频输入器(1)有效视场；7.系统标定；8.将一只小白鼠放入水迷宫中；9.微处理器(3)控制图像采集卡(2)按系统预先设定的或由用户设定的采样周期采集视频输入器(1)视场内的小白鼠运动系列图像；10.微处理器(3)对运动系列图像进行处理并提取每一幅序列图像上小白鼠头部的特征； 11.根据小白鼠头部特征位置计算头部位置坐标；12.将每一幅图像头部位置坐标连接形成行动轨迹图；13.由行动轨迹图计算运动距离；14.由运动距离和运动时间计算运动速度；15.微处理器(3)将运动序列图像以及分析计算结果记录下来保存在存储器中；16.微处理器(3)将实时行动图像、运动轨迹图、趋势变化图同时显示在显示屏(4)上。17.微处理器(3)对小白鼠的异常行为进行报警；18.微处理器(3)控制系统的开始、停止、人工干预和异常情况处理。19.重复以上8-18步骤直至所有小白鼠实验完毕。权利要求利用机器视觉技术分析动物行为特征的动物行为视频分析系统由视频输入器(1)、图像采集卡(2)、微处理器(3)和显示屏(4)组成，其特征在于分析行为采用下列步骤1.正确安装动物行为视频分析系统软、硬件；2.利用自然光线或增加人工辅助光源；3.将欲执行行为分析任务的处理程序存入微处理器(3)的程序存储器中；4.启动微处理器(3)，CPU按程序初始化系统硬件视频输入器(1)、图像采集卡(2)、微处理器(3)和显示屏(4)，以及系统软件；5.设定视频输入器(1)有效视场；6.系统标定；7.微处理器(3)控制图像采集卡(2)按系统预先设定的或由用户设定的采样周期采集视频输入器(1)视场内的动物运动系列图像；8.微处理器(3)对运动系列图像进行处理并提取每一幅序列图像上动物的特征；9.根据特征位置计算位置坐标；10.将各幅图像位置坐标连接形成行动轨迹11.由行动轨迹图计算运动距离；12.由运动距离和运动时间计算运动速度；13.微处理器(3)将运动序列图像以及分析计算结果记录下来保存在存储器中；14.微处理器(3)将实时行动图像、运动轨迹图、趋势变化图同时显示在显示屏(4)上。15.微处理器(3)对动物的异常行为进行报警；16.微处理器(3)控制系统的开始、停止、人工干预和异常情况处理。全文摘要本专利技术涉及一种动物行为视频分析系统，属机器视觉领域的技术产品。系统采用机器视觉技术对视频摄像机视场内的动物行为进行识别，获取运动轨迹，计算和记录相关实验数值，通过对动物行为的分析来测试动物学习能力、记忆机理和心理活动。系统硬件由视频输入器(1)、图像采集卡(2)、微处理器(3)和显示屏(4)组成。系统软件由通信、参数设置、图像采集、识别、行为分析、数值计算、并行处理、数据存储查询、显示、报警等模块组成。该系统具有非接触无损，数字化，采样周期可调，既可实时在线自动跟踪动物运动轨迹，又可显示动物运动真彩色图像的优点。可广泛应用于生物、动物、药物、医学、公安、科学研究行业进行动物或人的行为活动分析。文档编号G06F19/00GK1464466SQ0211382公开日2003年12月31日 申请日期2002年6月3日 优先权日2002年6月3日专利技术者柯晓兵, 李一民, 潘晓露 申请人:昆明利普机器视觉工程有限公司 本文档来自技高网...

【技术保护点】
利用机器视觉技术分析动物行为特征的动物行为视频分析系统由视频输入器（１）、图像采集卡（２）、微处理器（３）和显示屏（４）组成，其特征在于分析行为采用下列步骤： 正确安装动物行为视频分析系统软、硬件。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：柯晓兵，李一民，潘晓露，
申请(专利权)人：昆明利普机器视觉工程有限公司，
类型：发明
国别省市：53[中国|云南]