臺灣博碩士論文加值系統

長久以來動物實驗在生物醫學界使用非常廣泛，動物行為量測技術的發展更是備受重視，本研究發展出一套能即時追蹤兩隻小鼠的量測追蹤系統，並針對小鼠進行行為測量的分析。本系統能接受兩台Webcam影像感應元件的動態影像，以圖控程式LabVIEW為核心製成，能準確地記錄小鼠三維空間的行為數據，達到追蹤目標物以及三維座標空間的呈現，並且能將影像處理的結果和追蹤分析的資料經由電腦直接傳送到螢幕顯示，藉此滿足生物醫學量測使用者的需求。

Since long time ago, the animal experiments are used extensively in biomedicine. We lay stress on the development of the technology of measuring animals’ behaviors. This research developed the system of tracking measurement which can track two mice immediately, and analyze its behavioral measures. This system can receive dynamic images as a core element from two webcam CMOSs’ which is made by LabVIEW. It accurately records the data to trace the behavior of two mice and show the three-dimensional space. In order to fulfilling the requirements of biomedical users. The system also can show the results of imaging process and trace the data of analyzing from the computer to the monitor directly.

目錄
第一章 緒論 1
1-1研究背景 1
1-2研究動機 1
1-3論文架構 2
第二章 研究方法 4
2-1文獻回顧 4
2-2文獻之比較與分析 4
2-3系統架構 5
2-3-1實驗環境與硬體設備 6
2-3-2影像觀測平台 8
2-4影像處理 9
2-4-1影像處理流程 9
2-4-2影像處理結果 10
2-5追蹤演算法 11
2-5-1速度演算法 11
2-5-2單一物體追蹤演算法 15
2-5-3兩個物體追蹤演算法 18
第三章 系統驗證 31
3-1系統穩定度驗證 31
3-2 兩個物體追蹤演算法驗證 41
3-2-1物體起始點演算法驗證 41
3-2-2取樣速度演算法驗證 43
3-2-3物體碰撞演算法驗證 44
3-2-4物體重疊演算法驗證 45
3-2-5物體重疊分離演算法驗證 46
3-3整體系統驗證 50
第四章 結果討論與未來研究方向 55
4-1結果 55
4-2討論 55
4-3研究方向 55
參考文獻 56
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圖目錄
圖 (2-1): 系統方塊圖 6
圖 (2-2): UM05視訊鏡頭 7
圖 (2-3): 一般個人電腦與螢幕 7
圖 (2-4): 影像觀測平台側視角 8
圖 (2-5): 影像觀測平台斜視角 8
圖 (2-6): 影像處理流程圖 9
圖 (2-7): 影像處理結果圖 10
圖 (2-8): 速度演算法示意圖 11
圖 (2-9): 鏡頭與目標物距離 12
圖 (2-10): 中心點 13
圖 (2-11): 下移動10公分點 13
圖 (2-12): 速度量測比較圖 14
圖 (2-13): 單一物體追蹤演算法流程圖 15
圖 (2-14): 追蹤演算法step1圖 16
圖 (2-15): 追蹤演算法step2圖 17
圖 (2-16): 兩個物體追蹤演算法流程圖 18
圖 (2-17): 兩個物體演算法流程圖 19
圖 (2-18): 鏡頭掃描方式圖 20
圖 (2-19): 物體起始點演算流程圖 20
圖 (2-20): 取樣速度演算流程圖 21
圖 (2-21): 老鼠移動1/2身長示意圖 22
圖 (2-22): 取樣速度快慢的比較圖 22
圖 (2-23): 取樣速度位置演算法圖 23
圖 (2-24): 物體碰撞演算流程圖 24
圖 (2-25): 輕微碰撞圖 25
圖 (2-26): 完整的碰撞圖 25
圖 (2-27): Max Feret 直徑圖[12] 25
圖 (2-28): 物體重疊演算流程圖 26
圖 (2-29): 物體可能重疊情形圖 27
圖 (2-30): 物體重疊分離演算流程圖 28
圖 (2-31): 重疊分離演算圖(X軸) 29
圖 (2-32): 物體可能重疊分離情形圖(X軸) 29
圖 (2-33): 重疊分離演算法圖(Y軸) 30
圖 (2-34): 物體可能重疊分離情形圖(Y軸) 30
圖 (3-1): 中心點座標驗證 31
圖 (3-2): 左下低座標驗證 32
圖 (3-3): 右下低座標驗證 33
圖 (3-4): 右上低座標驗證 34
圖 (3-5): 左上低座標驗證 35
圖 (3-6): 右下高座標驗證 36
圖 (3-7): 左下高座標驗證 37
圖 (3-8): 左上高座標驗證 38
圖 (3-9): 右上高座標驗證 39
圖 (3-10): 9個座標總圖 40
圖 (3-11): 物體起始點情況圖-範例1 41
圖 (3-12): 物體起始點演算法-範例1 41
圖 (3-13): 物體起始點情況圖-範例2 42
圖 (3-14): 物體起始點演算法圖-範例2 42
圖 (3-15): 取樣速度演算法驗證圖 43
圖 (3-16): 取樣速度演算法實際操作圖 43
圖 (3-17): 實際操作Feret結果圖 44
圖 (3-18): 物體重疊演算法圖(沒碰撞) 45
圖 (3-19): 物體重疊演算法圖(碰撞) 45
圖 (3-20): 物體重疊分離演算圖(X軸) 46
圖 (3-21): X軸重疊分離情況圖(A、B) 46
圖 (3-22): X軸重疊分離情況圖(C、D) 47
圖 (3-23): 物體重疊分離演算圖(Y軸) 47
圖 (3-24): Y軸重疊分離情況圖(A、B) 48
圖 (3-25): Y軸重疊分離錯位圖(A、B) 48
圖 (3-26): Y軸重疊分離情況圖(C、D) 49
圖 (3-27): Y軸重疊分離錯位圖(C、D) 49
圖 (3-28): 一個物體2D模擬圖 50
圖 (3-29): 兩個物體2D模擬圖 51
圖 (3-30): 一個物體3D模擬圖 52
圖 (3-31): 兩個物體3D模擬圖 53
圖 (3-32): 1個物體3D系統驗證模擬圖 54
圖 (3-33): 2個物體3D系統驗證模擬圖 54
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表目錄
表 (2-1): 過去研究所使用感測器彙整表 5
表 (3-1): 中心點數據驗證 31
表 (3-2): 左下低數據驗證 32
表 (3-3): 右下低數據驗證 33
表 (3-4): 右上低數據驗證 34
表 (3-5): 左上低數據驗證 35
表 (3-6): 右下高數據驗證 36
表 (3-7): 左下高數據驗證 37
表 (3-8): 左上高數據驗證 38
表 (3-9): 右上高數據驗證 39
表 (3-10): 9個數據總表 40

參考文獻
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