胡春海,姜 昊,刘 斌

(燕山大学 河北省测试计量技术及仪器重点实验室,河北 秦皇岛 066004)

0 引言

动物行为学的发展已经深刻地改变了人类的思维方式,它不仅探索了动物的学习、认知过程,而且还深刻地影响着心理学、教育学等领域[1-2]。动物的行为不仅仅是一种表达情感的方式,而且更多地反映了它们的内在特征,它们的行为受到基因、环境等多种因素的影响,并且反映出它们的整体性格。通过对动物的行为学研究,我们可以深入了解它们的自然状态,并且可以通过在特殊的环境中观察它们的行为,来探索它们的神经系统、心理机制以及对药物的反应[3]。实验动物行为分析在神经生理学、行为药理学等神经科学领域能够反映实验动物整体状态[4]。小鼠和人类同为哺乳动物,基因组与人类非常相似,相似度高达98%。一些特定的行为信息可以对人类医学研究有所帮助,为其他生物学研究提供重要的参考和依据[5-6]。自新冠肺炎疫情爆发后,无论国际还是国内检测试剂及抗体疫苗研制都依赖于动物实验[7]。以小白鼠为实验对象,将计算机视觉技术、视频分析技术和行为识别相结合,实现小鼠探索过程中动作识别和检测,可以更好地帮助研究人员理解和分析动物行为,对促进相关学科的发展具有重要意义[8]。

随着人工观察、传感检测和视频跟踪技术的发展,动物行为分析方法取得了巨大的进步。机器学习与计算机视觉在实验动物行为分析领域发展迅速,在一定程度上实现了自动化与定量化。……