VISIR动物行为观测分析系统

VISIR动物行为观测分析系统基于可见光与长波红外热成像技术，由可见光摄像头、红外热成像仪、动物行为分析软件、动物活动室/池等组成。通过可见光数码摄像头及长波红外热成像录制数码视频，并通过软件在计算机上根据反差法或背景减除法的原理（可见光部分）和红外热成像温度测量技术（红外热成像部分）对视频中的目标动物、动物不同部位进行行为分析、温度时空分布分析。

原始结果包括目标动物随时间变化的行为轨迹（X坐标和Y坐标；单个动物可做3D跟踪，包括X、Y、Z坐标）和温度时空分布动态。配套软件可对原始结果进行深入分析，给出数十种动物行为学的参数和感兴趣区温度的时空变化曲线。

可用于单目标动物行为观测分析和多目标动物行为观测分析，可以对实验室中背景单一的环境里的动物，如多孔板中的动物、迷宫、野外开阔区域、鱼缸（池）、动物笼舍中的动物如昆虫、鱼类、爬行类、啮齿类、鸟类或其他动物的行为视频进行行为学分析和温度测量成像。对于野外动物（主要为恒温动物），可进行温度测量成像，同时使用动物行为分析软件对热成像视频进行分析，从而有效避免可见光成像中复杂背景对动物识别分析造成的干扰。

结合动物呼吸测量，可同步化监测动物行为与呼吸代谢。

工作原理：

基于可见光成像技术与红外热成像技术，根据反差法即目标动物与周围环境的反差（要求目标动物与环境温度反差及可见光色彩反差），通过动物行为分析软件及红外热成像分析软件，对视频资料做行为学分析，并对动物温度时空变化进行分析，可用于以下学科相关研究：

1. 昆虫学研究：监测环境胁迫下昆虫的行为响应和生理响应，动态测量和记录昆虫的行为、体温。

2. 动物行为研究：监测群居动物的交互行为、社群行为和等级（左下图中，尾温高的小鼠社群等级高）和交互时肉眼不可见的体温变化。

3. 野生动物调查：以红外热成像为主，可见光成像为辅，对野生动物进行精准的定位和数量统计，并对其行为和生理状态进行分析研究（右下图中，红外热成像相机对大群聚居的巴西无尾蝙蝠进行察）。

分析时可设置目标区域，分析计算动物的活动时间与非活动时间、运行速度、加速度、移动距离、活动方向、活动取向、在某一区域的逗留时间、在某一区域的出现次数及对兴趣区的接触次数、动物不同部位温度变化比较及温度频率直方图分析等等。可与动物呼吸代谢测量系统耦合，组成单通道或多通道动物行为监测与呼吸代谢测量系统。

功能配置：

1.动物行为观测分析软件、红外热成像分析软件

2.USB3.1彩色摄像头及镜头

3.红外热成像相机：通过动物体体温二维时空分布变化，以研究分析动物生理状态及对环境的响应、动物社群行为与等级、动物应激行为状态、动物实验体温监测等

4.红外光板（选配）：用于室内透明鱼缸等的红外照明，可提高反差，模拟黑暗环境

5.动物活动室/池（动物行为观测室或观测池）：有昆虫观测室、啮齿类观测室、CO2控制观测室、嗅觉观测室等供选配

技术指标：

1） 动物行为观测分析软件可观测分析：

l 位置坐标（包括前、后、中线中心、重心）

l 移动距离

l 速度和速率

l 加速度

l 移动方向

l 取向

l 身体弯曲（如摆尾频率、身体摆动）

l 移动方向和取向变化速率

l 活动/非活动时间和比例

l 选区花费时间和比率

l 动物到选区中心的距离

l 个体间距离（IID）

l 距选区中心距离

所有参数都能够从单个动物体、动物群体（处理组）或者用户自定义区域（还可统计区域停留时间和访问次数等）中计算获得。

2） 动物行为观测分析软件具备多种基于反差法和背景减除法的过滤功能，并有效解决了遮挡的问题（如碰撞、相遇）。

3） 可以在单个竞技场内跟踪多个动物，即使动物具有相同（或不同）的形状，颜色和大小，可以遮挡处理（如碰撞或交叉路径），以及可以将动物识别隐藏或移出视线应用。如果需要，可以轻松识别和更正任何跟踪错误。

4） 红外热成像单元：

a) 红外热成像技术，7.5-13.5μm长波段红外热成像精准测温，温度范围-25°C～+150°C，具校准证书

b) 红外热成像分辨率640*512像素，灵敏度0.03℃（30mK），帧率：9Hz或30Hz

c) 标配13mm镜头、FOV 45° x37°、可选配9 mm – 19 mm等光学镜头

d) 通讯端口：USB3或GigE网络接口

e) 分析软件具备ROI选区与ROI分析功能、视频与快照模式、14种调色板并支持自定义，可设置空气温湿度、距离等参数等

f) 可对点、线、面进行温度实时测量、记录并在线显示温度动态曲线、频率直方图、3D图等，自动在线显示最高温度、最低温度以及平均值等

g) 可选配4通道红外热成像监测系统

5） USB彩色高分辨率数码摄像系统：

a) USB3.1彩色高清高帧频工业摄像机：紧凑设计，分辨率2592 x 1944 (5.04 MP)，帧率48FPS，芯片尺寸1/2.5" (5.702 mm x 4.277 mm)，重量33g。包括USB数据线、三脚架适配器、壁挂式支架安装。  

b) 高品质定焦镜头：可选配6mm、8mm、12mm、16mm、25mm、50mm焦距可选。

6） 对于动物园、野外等场景的观测，建议选配WIRIS Pro红外热成像相机。该相机同时具备全高清画质的RGB相机（1920×1080）和红外热相机（640×512）。RGB相机具10倍光学减震变焦。红外热成像相机温度分辨率0.05℃（0.03℃可选），帧率30Hz或9Hz，可提供1266 x 1010像素的超级红外分辨率。相机内置高速SSD存储

7） 红外光板：大小25×11cm至113cm×51cm共5种尺寸可选，波长850nm。

8） 可同时选配低氧调控模块、温控模块、TC-2000高分辨率温度监测器、动物活动度检测器、动物能量代谢测量及微型植入式体温心率监测

产地：欧洲