[发明专利]一种基于图像处理的动物社交网络结构采集及分析系统及其方法

权利要求书

1.一种基于图像处理的动物社交网络结构采集及分析系统，其特征在于，所述系统包括：

生活场景模块，用于动物进行交往活动的场所，所述生活场景模块的底部设有衬板，所述衬板与观测动物外表颜色亮度反差在0-255的黑白色彩空间中大于100；

光照装置，设置于所述生活场景模块中，用于对生活场景模块内部进行环形照射；

图像采集装置，设置于所述生活场景模块中，用于对所述生活场景模块内的动物活动进行图像采集；

数据分析模块，与所述图像采集装置连接，采用图像灰度的差值绝对值和灰度和矩阵作为基本数据，建立每只动物所有动作的参考矩阵集；通过在所述生活场景模块中抽取动物像素集，建立由单帧差值矩阵和灰度和矩阵组成的目标矩阵；将每个目标矩阵与参考矩阵集逐一对比，获得每只动物在生活场景模块中的运动轨迹，最终形成动态的社会交流群体网络；

所述数据分析模块包括：

参考矩阵集生成模块，与所述图像采集装置连接，获取包含图像灰度的差值绝对值与灰度和矩阵的矩阵集，用于建立每只动物所有动作的参考矩阵集；

播放控制模块，与所述图像采集装置连接，用于从所述图像采集装置中获得的原始视频数据解压缩并转化为帧序列；

数据匹配模块，与所述的参考矩阵集生成模块和播放控制模块连接，用于顺次抽取所述播放控制模块中所解压缩出来的各个帧序列，并作为目标矩阵与所述参考矩阵集生成模块中的参考矩阵进行巴氏距离或欧氏距离逐一对比，获得目标矩阵所代表动物的匹配数据；

数据记录模块，用于将所述数据匹配模块中所获得的所有匹配数据进行保存，生成每只动物在生活场景模块中的运动轨迹。

2.根据权利要求1所述的动物社交网络结构采集及分析系统，其特征在于，所述生活场景模块中的外壁和底部均为透明板。

3.根据权利要求2所述的动物社交网络结构采集及分析系统，其特征在于，所述透明板为透明玻璃或塑料。

4.根据权利要求3所述的动物社交网络结构采集及分析系统，其特征在于，所述生活场景模块的场景底部距离地面大于等于10cm。

5.根据权利要求1所述的动物社交网络结构采集及分析系统，其特征在于，所述的光照装置为由多盏红外灯组成的无影灯光，用于对所述生活场景模块进行环形照射。

6.根据权利要求1所述的动物社交网络结构采集及分析系统，其特征在于，所述的图像采集装置为红外线摄像机，用于获取所述生活场景模块中所有动物的动态社群图像数据。

7.一种利用权利要求1-6任一项所述动物社交网络结构采集及分析系统的基于图像处理的动物社交网络结构采集及分析方法，其特征在于，建立动物生活场景模块；通过图像采集装置对生活场景模块中的动物进行图像采集，采用图像灰度的差值绝对值和灰度和矩阵作为基本数据，建立每只动物所有动作的参考矩阵集；数据分析模块接收图像采集装置所采集到的动物像素集，并通过灰度图进行数据输入；抽取生活场景中的动物像素集，建立由单帧差值矩阵和灰度和矩阵组成的目标矩阵；将每个目标矩阵与参考矩阵集逐一对比，获得目标矩阵所代表的动物；对所采集动物像素集中的所有帧进行对比，获得每只动物的运动轨迹；在生活场景模块中绘制所有动物的运动轨迹，获得动态的动物社会交流群体网络。

8.根据权利要求7所述的动物社交网络结构采集及分析方法，其特征在于，获得目标矩阵所代表动物的具体方法是：将每个目标矩阵与参考矩阵集中的参考矩阵逐一进行巴氏距离或欧氏距离的对比；当目标矩阵与参考矩阵集中的参考矩阵之间的巴氏距离或欧氏距离最小时，即得目标矩阵所代表的动物。

9.根据权利要求7所述的动物社交网络结构采集及分析方法，其特征在于，对每只动物的运动轨迹做平面碰撞检测，获得动物的交往情况。

10.根据权利要求7所述的动物社交网络结构采集及分析方法，其特征在于，所述方法还包括通过数据分析模块对动物交往前的运动向量进行分析,以获得所有动物的主被动交往属性，其具体分析方法是：在动物达到接触时刻之前的1秒钟内，动物所在各位置的每一帧在指向接触时的速度向量之和的较大者为主动交往方，较小者为被动交往方。