[发明专利]基于级联姿势回归的果蝇幼虫体节关键点定位方法

权利要求书

1. 一种基于级联姿势回归的果蝇幼虫体节关键点定位方法，其特征在于，通过以下步骤实现：

(1) 采集体节清晰果蝇幼虫自由爬行视频作为原始数据

采用染色剂对果蝇幼虫身体进行突显，然后将有果蝇幼虫的培养皿放置于光源上，摄像头放置于正上方，摄像头通过USB数据线与电脑链接传输图像到电脑，当果蝇幼虫处于视频中时点击开始，而当果蝇幼虫爬出视频区域时停止记录，采集的帧率为30帧/秒，每帧视频大小为1280×960；

(2) 收集体节关键点数据集

从得到的视频中提取出单帧图片，并标注关键点，对于果蝇幼虫，一共标定22个体节关键点，顺序是从尾部点开始，沿着身体轮廓顺时针方向一次点击体节交叉点，因此1号点是尾部，12号点是头部，身体左右轮廓分别是2,...,11和13,...,22，结合图片和它们对应的标定的关键点构成了训练和测试数据集；

(3) 基于关键点回归的体节关键点定位方法

首先是将每张图片进行旋转，使得每张图片中果蝇幼虫的尾部都与图片底部垂直，减小果蝇幼虫在平面上运动方向各异带来的影响，然后根据果蝇幼虫的摆头角度大小将图片分成几个子集，在训练阶段分别用几个子集训练得到对应的级联姿势回归模型，在测试阶段将训练完成的级联姿势回归算法得到的回归模型用于估计高精度的体节关键点。

2.根据权利要求1所述的一种基于级联姿势回归的果蝇幼虫体节关键点定位方法，其特征在于，步骤（1）所述光源为白色平板LED光源，培养皿放置在光源上，果蝇幼虫在培养皿上自由爬行，在正上方用高清摄像头记录果蝇幼虫自由爬行视频。

3.根据权利要求1所述的一种基于级联姿势回归的果蝇幼虫体节关键点定位方法，其特征在于，步骤（2）将果蝇幼虫身体划分为,,和,...,一共11个体节，所述体节关键点是指从果蝇幼虫尾部作为起点，沿顺时针方向，体节分割线与轮廓线的交点，一共22个分割体节关键点。

4.根据权利要求1所述的一种基于级联姿势回归的果蝇幼虫体节关键点定位方法，其特征在于，步骤（3）中第一步是检测果蝇幼虫区域，采用混合高斯背景建模来提取前景和背景，从而得到果蝇幼虫区域的二值图像，经过填充、膨胀操作，得到一个覆盖果蝇幼虫的区域，利用活动轮廓Chan-Vese算法迭代收敛到更好的位置，得到边缘光滑的区域，最后用得到的区域经过细化操作获得骨架线。