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動(dòng)物行為軌跡分析系統(tǒng), 德國Biobserve公司Viewer小動(dòng)物行為軌跡記錄分析系統(tǒng)通過架設(shè)在動(dòng)物活動(dòng)區(qū)域上方的攝像頭記錄動(dòng)物活動(dòng)視頻,然后使用Viewer軟件分析獲得的視頻,從而完成動(dòng)物的行為分析。此系統(tǒng)可以用于Morris水迷宮實(shí)驗(yàn)、曠場實(shí)驗(yàn)、避暗實(shí)驗(yàn)、T字宮、Y字宮、八臂迷宮(放射宮)、高架十字宮、懸尾實(shí)驗(yàn)和強(qiáng)迫游泳等藥效行為學(xué)實(shí)驗(yàn)。
系統(tǒng)由攝像頭、圖像采集卡、計(jì)算機(jī)和圖像分析軟件構(gòu)成。新版軟件可以設(shè)定不同區(qū)域的濾波參數(shù),從而根據(jù)不同區(qū)域照明條件調(diào)整視頻圖像質(zhì)量。攝像頭安裝在動(dòng)物活動(dòng)區(qū)域的上方,區(qū)域是實(shí)驗(yàn)人員設(shè)定的圓形,長方形等各種形狀,攝取的動(dòng)物活動(dòng)圖像傳入分析計(jì)算機(jī),計(jì)算機(jī)將影像信號(hào)數(shù)字化,記錄一個(gè)或多個(gè)動(dòng)物在一個(gè)或多個(gè)區(qū)域內(nèi)不同時(shí)間的位置,速度,停留時(shí)間,運(yùn)動(dòng)軌跡,運(yùn)動(dòng)距離等研究人員關(guān)心的參數(shù)。軟件根據(jù)研究人員的設(shè)計(jì)自動(dòng)將這些參數(shù)分類統(tǒng)計(jì)得到動(dòng)物活動(dòng)情況報(bào)告。
動(dòng)物行為軌跡分析系統(tǒng)
軌跡跟蹤記錄的五個(gè)步驟: 1.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn). 2.系統(tǒng)標(biāo)定校準(zhǔn) 3.進(jìn)行測試錄像. 4.實(shí)驗(yàn)場劃分區(qū)域 5.分析數(shù)據(jù).
此系統(tǒng)軟件可以判別動(dòng)物的鼻子、重心和尾部的三點(diǎn),得到頭部朝向、角度變化、角速度、轉(zhuǎn)圈等參數(shù)。記錄動(dòng)物頭部搖擺、伸展和尾部擺動(dòng)。對(duì)用戶定義的任何區(qū)域(可以多達(dá)50個(gè))進(jìn)行動(dòng)物活動(dòng)軌跡分析??梢远x動(dòng)物進(jìn)入或移出某個(gè)區(qū)域即觸發(fā)實(shí)驗(yàn)開始或結(jié)束,亦可觸發(fā)控制其他外部設(shè)備。
可以記錄多只動(dòng)物(無數(shù)量限制)的活動(dòng)軌跡,計(jì)算參數(shù)包括:起始時(shí)刻、運(yùn)動(dòng)時(shí)間、運(yùn)動(dòng)速度、運(yùn)動(dòng)距離、轉(zhuǎn)動(dòng)角度、停留時(shí)間、各個(gè)區(qū)域內(nèi)的運(yùn)動(dòng)距離、進(jìn)入指和定區(qū)域次數(shù)、停留時(shí)間、第一次進(jìn)入前持續(xù)時(shí)間、活動(dòng)覆蓋區(qū)域占比、到邊的距離、靜止時(shí)間等等, 每種狀態(tài)的計(jì)數(shù)和持續(xù)時(shí)間(3種狀態(tài):微小的運(yùn)動(dòng),小范圍運(yùn)動(dòng),劇烈運(yùn)動(dòng))。軟件記錄了多只動(dòng)物相互交往活動(dòng)和原始活動(dòng)錄像,同時(shí)得到實(shí)時(shí)變化的動(dòng)物運(yùn)動(dòng)軌跡。軟件可以實(shí)時(shí)計(jì)算這些參數(shù)并顯示,還可以通過對(duì)某些參數(shù)進(jìn)行組合分析,使研究人員洞察到動(dòng)物的一些特定行為,例如社會(huì)交互行為,探索行為等。系統(tǒng)既可以處理實(shí)時(shí)影像也可以處理磁帶預(yù)先錄下的視頻。
Viewer能夠同步并存儲(chǔ)輸入的模擬信號(hào),而且可以通過輸出通道控制其他設(shè)備。進(jìn)行動(dòng)物活動(dòng)軌跡追蹤時(shí),聲音、超聲、腦電和其他生理信號(hào)也可以通過輸入通道采集進(jìn)來。附加輸出通道使研究人員可以在實(shí)驗(yàn)進(jìn)行中實(shí)施干預(yù)??梢允鞘謩?dòng)的,也可以是根據(jù)時(shí)間或位置自動(dòng)的。例如,可以根據(jù)時(shí)間設(shè)定或發(fā)生某個(gè)事件而進(jìn)行閃光等刺激。這個(gè)事件可以是動(dòng)物觸碰了一個(gè)目標(biāo)或進(jìn)入一個(gè)區(qū)域或從事了某種行為。系統(tǒng)可以提供外部觸發(fā)控制盒,從而控制8個(gè)模擬輸入通道和更多的數(shù)字輸出通道,制造出實(shí)驗(yàn)人員設(shè)計(jì)的全自動(dòng)的動(dòng)物訓(xùn)練和學(xué)習(xí)環(huán)境。 通過實(shí)驗(yàn)方案規(guī)劃控制外部設(shè)備可以用Viewer研究復(fù)雜的學(xué)習(xí)和解決問題的方法。它可以連接和控制幾個(gè)外部設(shè)備。通過使用Viewer方便的實(shí)驗(yàn)方案規(guī)劃工具,研究者可以創(chuàng)造性地設(shè)計(jì)動(dòng)物交互實(shí)驗(yàn),而無需請(qǐng)IT人員幫忙構(gòu)建硬件系統(tǒng)。編寫實(shí)驗(yàn)方案只需移動(dòng)鼠標(biāo)。復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)需要先討論設(shè)計(jì)并在紙上畫出流程圖。然后在Viewer的實(shí)驗(yàn)方案工具里,用預(yù)先設(shè)定好的參數(shù)(事件、區(qū)域、硬件)和連接(行為、條件)來規(guī)劃可以立即執(zhí)行的流程圖。Viewer 甚至可以檢查你的流程圖是否符合邏輯完整性。先進(jìn)的視頻控制特別在分析長時(shí)間的大視頻文件時(shí),處理視頻文件(例如尋找某一段或關(guān)注某個(gè)內(nèi)容)可能是費(fèi)時(shí)費(fèi)力的,而且是實(shí)驗(yàn)室忙碌的工作無法容忍的。所以,Viewer先進(jìn)的視頻控制功能可以提升視頻處理工作效率獨(dú)立的場地控制一個(gè)攝像頭記錄幾個(gè)場地時(shí),應(yīng)避免人為干擾。整個(gè)的視頻記錄已經(jīng)開始后,這些干擾是相繼操作每個(gè)場地所導(dǎo)致的。所以, Viewer有一個(gè)新功能,即使這些場地被同一個(gè)攝像頭記錄,它仍然能分別開始記錄每個(gè)場地??啥ㄖ频臅r(shí)間分辨率
對(duì)行為分析來說,不是實(shí)驗(yàn)過程中所有的時(shí)間都需要同樣的時(shí)間分辨率。你可能在興趣提升階段(例如操作后的反應(yīng))想關(guān)注細(xì)節(jié),而在其他時(shí)間段(例如習(xí)慣進(jìn)行中的自發(fā)行為)只想整體了解一下而不需要更多細(xì)節(jié)。所以,Viewer 可以自由的定義分析段落,甚至可以在開始試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集之前定義。數(shù)據(jù)分析的時(shí)候,可以切換預(yù)先選好的時(shí)間分辨率,從而增加數(shù)據(jù)分析的效率。
動(dòng)物行為軌跡分析系統(tǒng), 對(duì)于不同的實(shí)驗(yàn),Viewer軟件可以提供上面列明的插件進(jìn)行有針對(duì)性的分析