基于级联姿势回归的果蝇幼虫体节关键点定位方法技术

本发明专利技术公开了一种基于级联姿势回归的果蝇幼虫体节关键点自动定位方法，通过记录体节清晰的果蝇幼虫在二维平面上运动的行为数据，并构建体节关键点数据集，用于训练体节关键点定位模型，根据果蝇幼虫自身特点，设计体节关键点回归流程，用于自动化获取果蝇幼虫身体体节信息。本发明专利技术结合计算机视觉算法来自动化处理果蝇幼虫数据，得到体节精度的果蝇幼虫身体的表征，避免了大量对果蝇幼虫运动的干扰因素。本发明专利技术可节省大量人力物力，并可用于自动化的果蝇幼虫行为分析和将复杂运动进行分解等；无需人工干预，可处理大量数据，为体节精度的自动化行为分析提供了基础。

【技术实现步骤摘要】
基于级联姿势回归的果蝇幼虫体节关键点定位方法
本专利技术属于行为学领域，涉及一种果蝇幼虫体节自动化提取的方法，具体涉及一种基于级联姿势回归的果蝇幼虫体节关键点定位方法。
技术介绍
计算行为学主要是采用计算机技术研究动物行为的学科，它是应用计算机视觉、机器学习等方法研究动物的运动行为。最常见的就是记录并自动化分析动物运动的视频，这对于我们量化运动行为，处理大量数据具有重要意义。利用计算机技术，不仅可以辅助我们完成一些之前需要人来完成的任务，它还可以无监督发现一些新的知识，是当前研究动物行为学和神经科学不可或缺的工具。果蝇幼虫是一种易于处理的模式生物，它们的神经系统和身体外形都比较简单，但同时拥有比较丰富的行为。对于果蝇幼虫，也许可以确定出所有编码它们复杂运动的神经通路。为了实现这个目的，必须记录在行为发生过程中神经元和肌肉的状态，因此构建自动化量化和分析果蝇幼虫行为的工具非常必要。传统上对果蝇行为的分析主要是依赖于专家的手工操作，比如通过观察记录某个时刻发生了某个行为，这种方式有很多缺点，包括效率低下主观性强等。基于计算机的技术是更好的选择，可以自动并快速提取我们需要的果蝇幼虫运动信息本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于级联姿势回归的果蝇幼虫体节关键点定位方法，其特征在于，通过以下步骤实现：(1)记录体节清晰的果蝇幼虫在二维平面上运动的视频数据，并构建体节关键点数据集，用于训练体节关键点定位模型；(2)基于级联姿势回归方法，并根据果蝇幼虫自身特点，设计的体节关键点回归算法，用于自动化处理果蝇幼虫图片。

【技术特征摘要】
1.一种基于级联姿势回归的果蝇幼虫体节关键点定位方法，其特征在于，通过以下步骤实现：(1)记录体节清晰的果蝇幼虫在二维平面上运动的视频数据，并构建体节关键点数据集，用于训练体节关键点定位模型；(2)基于级联姿势回归方法，并根据果蝇幼虫自身特点，设计的体节关键点回归算法，用于自动化处理果蝇幼虫图片。2.根据权利要求1所述的一种基于级联姿势回归的果蝇幼虫体节关键点定位方法，其特征在于，通过以下步骤实现：(1)采集体节清晰果蝇幼虫自由爬行视频作为原始数据采用染色剂对果蝇幼虫身体进行突显，然后将有果蝇幼虫的培养皿放置于光源上，摄像头放置于正上方，摄像头通过USB数据线与电脑链接传输图像到电脑，当果蝇幼虫处于视频中时点击开始，而当果蝇幼虫爬出视频区域时停止记录，采集的帧率为30帧/秒，每帧视频大小为1280×960；(2)收集体节关键点数据集从得到的视频中提取出单帧图片，并标注关键点，对于果蝇幼虫，一共标定22个体节关键点，顺序是从尾部点开始，沿着身体轮廓顺时针方向一次点击体节交叉点，因此1号点是尾部，12号点是头部，身体左右轮廓分别是2,...,11和13,...,22，结合图片和它们对应的标定的关键点构成了训练和测试数据集；(3)基于关键点回归的体节关键点定位方法首先是将每张图片进行旋转，使得每张图片中果蝇幼虫的尾部都与图片底部垂直，减小果蝇幼...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑能干，欧阳震寰，黄泽楠，龚哲峰，宫彩霞，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33