基于红外热像跟踪的无偏性动物行为测定实验系统

摘要

本发明公开了一种基于红外热像跟踪的无偏性动物行为测定实验系统，由硬件装置和红外热像跟踪测定系统两部分组成，硬件装置包括箱体、置于箱体内的动物活动盒以及与箱体连通的新风系统；测定系统由系统硬件和测定软件组成，系统硬件包括红外热像成像仪、红外热像视频采集卡和计算机，红外热像成像仪通过数据线连接计算机并置于箱体顶部，红外热像视频采集卡和测定软件安装在计算机上，测定软件包括以下模块：红外热像视频采集、参数设置、动物轨迹计算、特征数据计算、结果格式化显示和保存。该实验系统鼠类行为数据的采集在低噪声、暗环境条件下进行，不会干扰鼠类的正常活动；结合红外热像跟踪测定系统，可以测定多种参数，使结果分析更全面。

主权项

一种基于红外热像跟踪的无偏性动物行为测定实验系统，由硬件装置和测定系统两部分组成，其特征在于，所述的硬件装置包括箱体（1）、置于箱体（1）内的动物活动盒（2）以及与箱体（1）连通的新风系统（3）；所述的测定系统为红外热像跟踪测定系统，由系统硬件和测定软件组成，系统硬件包括红外热像成像仪（4）、红外热像视频采集卡和计算机（5），红外热像成像仪（4）通过数据线连接计算机（5）并置于箱体（1）顶部，红外热像视频采集卡和测定软件安装在计算机（5）上，测定软件包括以下模块：红外热像视频采集、参数设置、动物轨迹计算、特征数据计算、结果格式化显示和保存；所述的动物活动盒（2）由若干个穿梭盒（6）组成；所述的穿梭盒（6）中间设有一活动的隔板，将穿梭盒（6）分隔为第一盒子（7）和第二盒子（8），第一盒子（7）和第二盒子（8）的四周和底面均为黑色，底面粗糙；所述的红外热像跟踪测定系统进行动物行为测定的步骤如下：（Ⅰ）安装红外热像跟踪测定系统的系统硬件；（Ⅱ）安装红外热像跟踪测定系统的测定软件；（Ⅲ）启动红外热像跟踪测定系统的运行程序，对红外热像跟踪测定系统的系统硬件进行初始化；包括红外热像成像仪（4）、红外热像视频采集卡和计算机（5）的初始化；红外热像成像仪（4）的初始化为设定红外热像跟踪测定系统的视频测定视场，设定红外热像跟踪测定系统的采样周期；（Ⅳ）红外热像成像仪（4）根据设定的采样周期采集视频测定视场内的红外热像图像并记录相对应的采集时间，红外热像成像仪（4）将采集到的红外热像图像数据输入到红外热像视频采集卡；（Ⅴ）红外热像视频采集卡对红外热像图像数据进行模数转换，变成数字红外热像图像数据，并将数字红外热像图像数据传输到计算机（5）；（Ⅵ）测定软件对每一帧数字红外热像图像计算后得到动物位置的轨迹点，根据动物位置的轨迹点生成动物的行为轨迹集合；步骤（Ⅵ）中，所述的测定软件对每一帧数字红外热像图像计算的算法包括以下步骤：a.选择跟踪区域；b.根据设定的图像二值化阈值将跟踪区域内的数字红外热像图像二值化，并用形态学开操作算子进行去噪滤波；c.采用连通分量的序贯标记算法对二值化后的数字红外热像图像进行前景连通分量的标记；d.找出最大前景连通分量，并计算其重心，该重心即为动物位置的轨迹点；所述的红外热像成像仪（4）为被动红外成像的热像视频摄像仪。