Simplifier la vision par ordinateur pour la recherche sur le comportement animal
BU-CVKit rend des outils de vision par ordinateur avancés accessibles pour les études sur le comportement animal.
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Table des matières
Ces dernières années, la vision par ordinateur est devenue un élément clé dans divers domaines de recherche. Cette technologie peut aider les scientifiques à étudier les animaux et leur comportement de manière plus avancée. Cependant, beaucoup de chercheurs venant d'autres domaines que l'informatique rencontrent des défis pour utiliser les derniers outils de vision par ordinateur. Pour résoudre ce problème, un nouveau cadre appelé BU-CVKit a été développé pour rendre la vision par ordinateur plus accessible à tous.
Qu'est-ce que BU-CVKit ?
BU-CVKit est un cadre de vision par ordinateur qui permet aux scientifiques de créer des pipelines de recherche. Un pipeline de recherche est une série d'étapes que les chercheurs utilisent pour analyser des données. Avec BU-CVKit, les utilisateurs peuvent enchaîner différents outils ou modules pour traiter leurs données de manière efficace. Cela facilite l'utilisation des méthodes de vision par ordinateur à la pointe de la technologie pour les chercheurs de divers horizons sans qu'ils aient besoin d'être des experts dans le domaine.
Caractéristiques de BU-CVKit
BU-CVKit offre plusieurs fonctionnalités qui aident les chercheurs. Les principaux avantages incluent :
Modules Enchaînables : Les chercheurs peuvent combiner différents outils dans un pipeline cohérent. Par exemple, ils peuvent ajouter un outil pour suivre le mouvement des animaux et un autre pour analyser ce mouvement.
Interface conviviale : Le cadre vient avec une interface utilisateur appelée MuSeqPose Kit, qui facilite l'interaction avec les outils. Cette interface permet aux utilisateurs de voir visuellement ce qu'ils font et rend le processus plus fluide.
Gestion Efficace des Données : BU-CVKit propose des moyens efficaces de lire et écrire des données. Les chercheurs peuvent facilement accéder aux images vidéo ou aux données de poses et les utiliser pour leur analyse.
Fonctions Standards : Le cadre inclut des fonctions standard qui sont couramment utilisées en vision par ordinateur, comme la calibration de la caméra, ce qui aide à améliorer la précision de l'analyse.
Comment ça Marche ?
BU-CVKit aide les chercheurs de plusieurs manières. Tout d'abord, il leur permet de créer des pipelines en reliant différents modules. Chaque module a une fonction spécifique, ce qui facilite la compréhension de ce que fait chaque partie.
Par exemple, un chercheur peut commencer avec une vidéo d'un animal. Il pourrait d'abord utiliser un module qui identifie la position de l'animal dans la vidéo. Ensuite, il peut ajouter un autre module pour reconstruire en 3D les mouvements de l'animal. Enfin, il pourrait ajouter un module qui analyse les mouvements pour obtenir des informations sur le comportement de l'animal.
Le Rôle de MuSeqPose Kit
MuSeqPose Kit est l'interface utilisateur conçue pour fonctionner avec les fonctionnalités d'estimation de pose de BU-CVKit. Elle simplifie le processus d'analyse des vidéos en fournissant des outils pour annoter et visualiser les données. Les chercheurs peuvent facilement marquer des points clés dans les vidéos et voir les résultats en temps réel. Cela rend beaucoup plus facile le suivi des mouvements des animaux et la compréhension de leur comportement.
Avantages pour les Chercheurs
BU-CVKit ouvre de nombreuses possibilités pour les chercheurs qui n'ont peut-être pas de formation en informatique. Voici quelques avantages clés :
Accessibilité : En simplifiant l'utilisation des méthodes complexes de vision par ordinateur, BU-CVKit rend plus facile pour les chercheurs de différents domaines, comme la psychologie, l'écologie et les neurosciences, d'utiliser ces outils.
Collaboration : Le cadre encourage la collaboration entre informaticiens et chercheurs d'autres disciplines. Cela peut mener à de nouvelles idées et découvertes.
Flexibilité : Les chercheurs peuvent essayer différentes méthodes en remplaçant facilement des modules dans leurs pipelines. Par exemple, s'ils veulent utiliser une autre méthode pour suivre les mouvements, ils peuvent facilement remplacer un module par un autre.
Analyse en temps réel : Le cadre permet une analyse en temps réel des vidéos, ce qui peut être crucial pour les études portant sur le comportement animal. Cela permet aux chercheurs d'observer et d'analyser les comportements au fur et à mesure qu'ils se produisent.
Comprendre les Composants
BU-CVKit se compose de divers composants, chacun conçu pour effectuer des fonctions spécifiques :
Modules d'Entrée/Sortie : Ceux-ci sont responsables de la lecture efficace des données vidéo et de pose. Ils convertissent aussi les données en formats faciles à manipuler.
Modules de Traitement : Ces modules réalisent les principales tâches d'analyse. Ils peuvent filtrer les données, reconstruire des modèles 3D, et analyser les résultats. Ils sont enchaînables, ce qui signifie que les chercheurs peuvent les relier pour créer un flux de travail complet.
Modules Utilitaires : Ceux-ci fournissent des fonctionnalités supplémentaires, comme la calibration de la caméra et le stockage des données. Ils aident à préparer les données pour l'analyse.
Application en Neurosciences Comportementales
Un des principaux domaines où BU-CVKit peut être appliqué est l'étude du comportement animal. Les chercheurs peuvent utiliser le cadre pour analyser comment les animaux interagissent avec leur environnement. Par exemple, ils peuvent suivre combien de fois un animal regarde certains objets ou comment il navigue dans un espace.
En utilisant les différents modules de BU-CVKit, les chercheurs peuvent recueillir des informations sur le comportement animal dans différentes conditions. C'est précieux pour comprendre la mémoire, la prise de décision et le comportement général chez les animaux.
Exemples d'Utilisation
En utilisant BU-CVKit, les chercheurs ont développé des pipelines qui montrent ses capacités. Par exemple, ils peuvent analyser des vidéos d'animaux se déplaçant dans un espace et utiliser des modules pour extraire des données sur leurs mouvements. Cela pourrait impliquer de calculer les zones les plus courantes que l'animal explore ou de comprendre comment il réagit à de nouveaux objets.
Le cadre permet aussi de générer des données visuelles, comme des cartes de chaleur, qui mettent en avant où les animaux ont tendance à focaliser leur attention. Ces informations peuvent aider les chercheurs à formuler des conclusions sur le comportement et la mémoire des animaux.
Directions Futures
Les développeurs de BU-CVKit prévoient d'améliorer encore le cadre en ajoutant de nouvelles fonctionnalités. Ils envisagent d'inclure plus de modules pour des tâches comme la segmentation et la détection d'objets. Cela améliorera les capacités du cadre, permettant des analyses encore plus complexes.
Conclusion
BU-CVKit est une véritable révolution pour les chercheurs qui cherchent à intégrer la vision par ordinateur dans leur travail. En fournissant un cadre convivial qui simplifie des méthodes complexes, il ouvre de nouvelles possibilités pour comprendre le comportement animal et d'autres domaines de recherche interdisciplinaire. Avec des outils comme MuSeqPose Kit, les chercheurs peuvent analyser et visualiser les données plus efficacement, menant à de nouvelles idées et découvertes. Au fur et à mesure que le cadre continue d’évoluer, il donnera aux scientifiques de divers horizons la possibilité d'exploiter la puissance de la vision par ordinateur dans leurs recherches.
Titre: BU-CVKit: Extendable Computer Vision Framework for Species Independent Tracking and Analysis
Résumé: A major bottleneck of interdisciplinary computer vision (CV) research is the lack of a framework that eases the reuse and abstraction of state-of-the-art CV models by CV and non-CV researchers alike. We present here BU-CVKit, a computer vision framework that allows the creation of research pipelines with chainable Processors. The community can create plugins of their work for the framework, hence improving the re-usability, accessibility, and exposure of their work with minimal overhead. Furthermore, we provide MuSeqPose Kit, a user interface for the pose estimation package of BU-CVKit, which automatically scans for installed plugins and programmatically generates an interface for them based on the metadata provided by the user. It also provides software support for standard pose estimation features such as annotations, 3D reconstruction, reprojection, and camera calibration. Finally, we show examples of behavioral neuroscience pipelines created through the sample plugins created for our framework.
Auteurs: Mahir Patel, Lucas Carstensen, Yiwen Gu, Michael E. Hasselmo, Margrit Betke
Dernière mise à jour: 2023-06-07 00:00:00
Langue: English
Source URL: https://arxiv.org/abs/2306.04736
Source PDF: https://arxiv.org/pdf/2306.04736
Licence: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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