实验小鼠运动参数的模板匹配及粒子滤波提取方法

作者：张继文; 梁桐; 张淑平

来源：自动化学报, 2018, 44(01): 25-34.

DOI：10.16383/j.aas.2018.c160573

• 目标跟踪
• 粒子滤波
• 部件模型
• 实验小鼠
• 体态

实验小鼠是一种变形体对象,现有方法难以从连续视频图像中同时提取出运动轨迹和体态细节.本文采用模板匹配和粒子滤波的目标跟踪方法求解这一问题.提出了一种几何体部件模型,在引入小鼠移动速率的基础上给出了其运动状态方程,以二值化前景像素与几何部件模型间的差异度方程为观测模型,以状态方程及相互独立的多维随机变量为运动模型,从而建立起基本粒子滤波算法.与逐帧差分识别方法的对比实验研究表明,所提出的模型与实验小鼠形体相似,能够达到视频在线提取的计算效率.新方法在强噪声干扰条件下解决了运动轨迹和体态同时精确估计,并有效避免了首尾识别混淆及虚影干扰等困境,从而为后续生物学行为分析提供依据.

• 单位
  清华大学; 生命科学学院; 摩擦学国家重点实验室