动态目标追踪与圈数统计系统: 一套基于 MATLAB 开发的全流程行为学分析方案,专门用于环形迷宫(Circular Maze)场景下的动态目标追踪与自动化圈数识别。系统通过整合轨迹几何特征与运动学参数,实现对小鼠顺时针跑圈行为的高精度量化。
在 30 cm × 30 cm 的环形迷宫中,系统利用小鼠运动轨迹的累计像素长度,结合起始/终点区域(如右下角固定食盒位置)的角度突变特征(Angular Spike Feature),自动识别并统计完整的顺时针(Clockwise)运动圈数。
- MATLAB: 推荐使用 R2021a 或更高版本。
- 工具箱依赖:
- Image Processing Toolbox
- 启动程序: 下载并解压仓库,在 MATLAB 命令窗口运行主入口脚本:
AutoCircleCount_CF_main.m - 数据交互: 在弹出的对话框中选择包含原始视频序列的文件夹(建议初次使用时选择
Demos/文件夹进行测试)。 - ROI 划定: 根据交互提示,框选环形迷宫的整体边界 (Region of Interest)。
- 信号校准: 在命令行提示下,定位至头部红色 LED 信号清晰的帧,并手动框选 LED 特征区域。系统将以此作为模板进行全时段坐标重心追踪。
分析完成后,系统将在自动创建的 FrameCount2/ 目录下生成以下分析结果:
- FrameCount.xlsx: 核心数据表,记录每一圈顺时针运动的起始帧(Start Frame)与结束帧(End Frame)。
- Figure 1: 角度突变特征 - 速率曲线。用于验证跑圈逻辑,通过角度突变点判断计数是否准确。
- Figure 2 & 3: 路径可视化。分别呈现“合格跑圈”与“剔除跑圈”的运动轨迹及其对应的瞬时速率空间分布。
- Figure 4: 平均速率曲线。反映整个 Session 期间小鼠的运动速率趋势。
为了方便初次使用者快速上手,提供了预置的 Demo 数据集(包含示例视频及配置文件):
- 下载链接: Quark 网盘 (夸克)
- 使用说明:
- 下载并解压 Demos 压缩包。
- 运行主程序后,在弹出的文件夹选择窗口中选中解压后的文件夹即可。
