[发明专利]小鼠视频多维特征值的提取方法及视频分类方法

说明书

本发明公开的小鼠视频多维特征值的提取方法，具体操作是：首先，选择实验组和对照组中第一个小鼠原始视频，提取视频帧图像并选择拍摄小鼠视频刚开始的空白场景，然后将空白场景图像进行标记做蒙版图像，读入一组小鼠视频，提取含有小鼠场景的视频帧并将小鼠视频每两帧保存为图片，然后，将小鼠视频帧图片与空白场景图像进行图像处理，计算小鼠质心，并判断提取到的小鼠质心在空白场景图像上的位置，最后，根据小鼠质心落在空白场景蒙版的位置确定小鼠的特征信息；本发明还公开了将上述视频分类的方法，利用卷积神经网络训练对视频进行分类，精度达到96.17％。本发明公开的提取方法提取的数据可靠性在95％以上，远高于人工统计的方式。

技术领域

本发明属于计算机数字图像处理技术领域，涉及一种小鼠视频多维特征值的提取方法及视频分类方法。

背景技术

运动目标检测主要目的是从视频图像中提取出运动目标并获得运动目标的特征信息，如颜色、形状、轮廓等。提取运动目标的过程实际上就是一个图像分割的过程，而运动物体只有在连续的图像序列(如视频图像序列)中才能体现出来，运动目标提取的过程就是在连续的图像序列中寻找差异，并把由于物体运动和表现出来的差异提取出来。合理的处理视频信息，并从中得到有用的信息，已经成为了目前研究的一个热点；尤其是在无人操作的情况下，自动采集视频内运动目标的行为数据，并对其做进一步的分析，已经得到人们的青睐。然而，目前人们对于视频的行为分析大多数集中在人和其它动物的行为学分析，在医学小鼠实验的行为学分析中，此技术的应用甚少。

旷场实验(open field test，OFT)又称敞箱实验，是评价实验动物在新异环境中自主行为、探究行为与紧张度的一种方法。以实验动物在新奇环境之中某些行为的发生频率和持续时间等，反应实验动物在陌生环境中的自主行为与探究行为，以尿便次数反应其紧张度。目前常用的OFT系统是一个长方形的箱子，小鼠在旷场内自由活动，箱子顶部放置摄像机来记录小鼠的活动。旷场实验是用于评价动物自发活动及焦虑症状的经典行为学实验。随着现在计算机技术与图像分析技术的发展，以此类技术为基础的动物自动行为数据采集分析将成为发展趋势。然而，在许多医学旷场实验中小鼠的视频数据的统计分析仍然是以人工的方式进行，这就面临增加了人工成本、数据的可靠性以及一些潜在的数据特征无法提取等问题。本发明在小鼠旷场实验的基础上利用计算机图像处理等技术，在短时间内提取小鼠的各个特征，能够直接减少医生获取数据的成本以及时间，减少大量的时间开销和成本开销。

发明内容

本发明的目的是提供一种小鼠视频多维特征值的提取方法及视频分类方法，解决了现有采用人工的方式对小鼠视频的多维特征值提取的数据可靠性较低的问题。

本发明所采用的技术方案是，小鼠视频多维特征值的提取方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1.分别选择实验小组和对照小组中第一个小鼠原始视频，首先，提取视频帧图像并选择拍摄小鼠视频刚开始的空白场景，然后将空白场景图像进行标记做蒙版图像；

步骤2.读入一组小鼠视频，提取含有小鼠场景的视频帧并将小鼠视频每两帧保存为图片；

步骤3.将步骤2保存的小鼠视频帧图片与步骤1得到的空白场景图像进行图像处理，计算小鼠质心，并判断提取到的小鼠质心在空白场景图像上的位置；

步骤4.根据步骤3得到的小鼠质心落在空白场景蒙版的位置分别确定实验小组和对照小组的小鼠的特征信息。

本发明的其他特点还在于，

步骤1的具体操作为：首先分别加载实验小组和对照小组中的第一个小鼠视频，利用opencv的函数VideoCapture提取视频帧，然后观察距离小鼠出现最近的几个视频帧中人工选择一张没有小鼠的空白场景图像，手工标定五个点(A、B、C、D和E)，即图像的四个角和中心点，然后，依据这五个点做蒙版。