多视角3D行为学如何拍摄:光线、视角和标定

BehaviorAtlas 3D 多视角行为数据拍摄注意事项

BehaviorAtlas 是基于前沿的计算机视觉和机器学习技术,研发的全新的高精度动物行为三维重建和自动化行为表型分析的新系统。

BehaviorAtlas 系统包含了三大部分:

  • 三维数据采集设备 BA-Capture :由多视角采集设备和采集软件构成,用于录制多视角的动物行为视频。

  • 数据处理软件 BA-Analyzer :用于从多视角视频中,基于 AI 算法提取动物多个部位的身体坐标,进行三维重建后,将动物的行为分解成多种行为亚型序列。现广泛使用的是高性能工作站(BA-Analyzer Local版),Local 版需要配备专业的高性能工作站,在用户本地使用。

  • 数据分析软件 BA-Explorer :用于对处理后的数据进行可交互式、可视化的浏览,并对数据按样本进行分组统计对比,生成用于发表和汇报的图表。

想要得到精细化的 3D 行为学数据,采用正确的方式进行数据采集非常重要。否则将面临着无法进行后续的处理,导致时间白费、动物浪费的悲惨后果。

因此,在进行数据采集前,务必要注意以下事项:

1. 实验所需灯光

首先要判断所进行的实验中,是否对灯光的亮度,色调有特殊要求。如无特殊要求,请将灯光调至最亮。如果所做实验中最大亮度会影响动物行为,则可考虑将仪器的灯光调暗。但同事要确保相机画面不能过暗,太暗会导致对比度过低,从而无法准确识别动物。如果现有的光源无法满足实验,则需要考虑更换光源。可以考虑按如下流程进行。

2. 拍摄视角参考

  • 拍摄视角不要过高,过高视角不仅导致小鼠画面占比较小,还无法拍摄到小鼠四肢,会影响后续的重建效果。

  • 拍摄视角不要过低,否则可能拍摄不全,例如当老鼠竖起、攀爬时,可能会拍不到老鼠的头部或身体部位。

  • 通常情况下,相机与拍摄中心呈现约为30°的视角较为合适。

  • 参考视角如下所示,可根据参考视角调整相机位置。

拍摄视角参考1,分辨率为640*480

拍摄视角参考2,分辨率为640*360

3. 相机标定

在以上2点达到理想条件后,要确保在当前的多个相机机位下,已存在相匹配的相机标定参数。若不存在,则需重新标定相机。若相机位置变动,也需要重新标定。基本流程如下:

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