[发明专利]一种大熊猫踱步、吃竹子、发情行为跟踪分析方法

说明书

本发明涉及信息技术领域，提供了一种大熊猫踱步、吃竹子、发情行为跟踪分析方法。其主旨在于解决大熊猫运动背景比较复杂，传统的背景提取算法难以达到理想的前景目标提取效果的问题。主要方案包括，步骤1、输入大熊猫视频图像，对视频帧用改进vibe方法做前景目标提取；步骤2、对提取到的前景模板进行形态学腐蚀膨胀；步骤3、将连通区域面积最大的轮廓的最小外接矩形作为目标区域，将目标区域形心作为目标所在位置；步骤4、对每一帧图像进行步骤1‑3相同的操作，输出大熊猫运动轨迹和运动速度，并对行为进行分析。

技术领域

本发明涉及信息技术领域，提供了一种大熊猫踱步、吃竹子、发情行为跟踪分析方法。

背景技术

大熊猫是我国特有的珍稀、濒危野生动物。多年来，由于大面积森林砍伐、毁林开荒、偷猎、公路铁路等大型基础设施的建造等人类活动原因，导致大熊猫种群面临着栖息地丧失和破碎化的生存压力。目前，野外大熊猫仅存大约1864只，分布在岷山、邛崃、大小相岭、凉山、秦岭南麓。迁地保护即人工饲养繁殖是濒危物种保护的基本途径之一，是就地保护(即栖息地保护)的补充和扩展，对增加种群数量、维持现有圈养大熊猫繁殖种群、维持物种的延续具有重要作用。但是，目前圈养大熊猫种群面临着患病率过高、出生率较低、健康状况差及行为退化等问题。

濒危野生动物的保护包括就地保护与迂地保护两种重要手段，迂地保护作为大熊猫就地保护的重要补充手段在近年来取得了重要突破。大熊猫的圈养饲养始于1936年，1936年11月哈克尼斯夫人(Rush Harkness)在四川汶川草坡获得一只两个多月大的雄性大熊猫，并为其取名叫“苏琳”(大熊猫国际谱系号1号)。“苏琳”是第一只被带出国的活体大熊猫，并于1937年2月在美国芝加哥动物园展出。而新中国成立后，在1953年首次由成都动物园饲养大熊猫，开始了我国饲养大熊猫的历史。尽管大熊猫的饲养已经经历了70余年的历程，但是大熊猫的饲养繁育历史却异常曲折。从1936年至上世纪90年代前进步缓慢，圈养大熊猫繁育十分困难。从上世纪90年代至今，特别是2000年以来，圈养大熊猫饲养、繁育与疾病防控技术取得了长足进步，但仍有一些需要进一步研究的方向。

基于视频的行为识别技术大部分都是对人体行为进行识别，对于动物的行为识别很少，仅有少量研究人员对猪、鸡等动物的行为识别进行了研究。对于大熊猫的研究主要在基因、遗传等生物领域，有少量对静态图像中大熊猫的检测研究，对视频中大熊猫行为识别的研究目前处于空白阶段，本文对视频中大熊猫行为识别、跟踪进行研究分析，帮助监控大熊猫的生理、精神健康状态以及繁殖状态，为提升大熊猫的种群的健康状态和种群数量做贡献。

为了掌握大熊猫的生理健康、精神健康状态和发情状态，需要对大熊猫的吃竹子、踱步、发情行为进行检测记录，然后进行分析，如果有异常及时采取合理的措施，确保大熊猫处在一个健康的状态。

发明内容

本发明的目的在于解决大熊猫运动背景比较复杂，传统的背景提取算法难以达到理想的前景目标提取效果的问题。

本发明为解决上述技术问题，采用以下技术方案：

一种大熊猫踱步行为跟踪分析方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤1、输入大熊猫视频图像，对视频帧用改进vibe方法做前景目标提取；

步骤2、对提取到的前景模板进行形态学腐蚀膨胀；

步骤3、将连通区域面积最大的轮廓的最小外接矩形作为目标区域，将目标区域形心作为目标所在位置；

步骤4、对每一帧图像进行步骤1-3相同的操作，输出大熊猫运动轨迹和运动速度，并对行为进行分析。

上述技术方案中，所述改进vibe方法包括以下步骤：

步骤1.1、背景初始化，用多帧平均法选取视频前n帧构建初始背景B0；