[发明专利]一种基于运动图像序列的啄木鸟关节点定位方法

权利要求书

1.一种基于运动图像序列的啄木鸟关节点定位方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：在啄木鸟关节点近似位置设置标记关节点；

步骤2：采集并筛选啄木鸟啄击动作的图像序列；

步骤3：对各帧图像进行预处理，得到标记关节点的位置坐标；

步骤4：建立假设关节点，并对假设关节点进行位置优化，得到最优关节点位置坐标；

所述建立假设关节点的过程为：

求所有帧图像上相邻编号的标记关节点间距的平均值，并将该平均值作为近似骨骼长度；

与标记关节点对应设置假设关节点，使相邻编号的假设关节点间距等于对应的近似骨骼长度；

所述对假设关节点进行位置优化过程为：

步骤1：建立同编号假设关节点和标记关节点位置间的距离求和函数，作为优化目标函数；

步骤2：当优化目标函数取最小值时，得到的假设关节点位置坐标为最优关节点位置坐标；

标记关节点为用不同颜色的圆形标记点对活体啄木鸟的喙、颈、胸、臀、尾部位进行标记；对各帧图像进行预处理包括以下过程：

步骤1：根据各帧图像中标记关节点颜色的灰度值筛选出标记关节点，并将图像中除标记关节点以外的部分设置为黑色背景；

步骤2：设置喙、颈、胸、臀、尾部位标记点的灰度值范围，将图像中标记关节点的灰度值与喙、颈、胸、臀、尾部位标记点的灰度值范围进行匹配，并按照喙、颈、胸、臀、尾的顺序将标记关节点进行编号；

步骤3：对图像中的标记关节点进行腐蚀处理，得到标记关节点对应的单像素点；

步骤4：以图像左上角为原点，水平上边界为X轴，竖直左边界为Y轴建立图像的直角坐标系，得到单像素点的位置坐标，作为标记关节点的位置坐标。

2.根据权利要求1所述的基于运动图像序列的啄木鸟关节点定位方法，其特征在于，所述优化目标函数为：

其中，X_i为优化变量，X_i＝(x_i1,y_i1,x_i2,y_i2,x_i3,y_i3,x_i4,y_i4,x_i5,y_i5)；x_ij,y_ij分别为标记关节点的位置的横坐标和纵坐标，i为有效帧的编号，i＝1,2,3,…,n；j为标记关节点编号，j＝1,2,3,4,5；a_ij,b_ij分别为假设关节点的位置的横坐标和纵坐标。