“紅外熱成像+計算機視覺”動物行為研究技術（一）
當動物行為研究遇見機器視覺——“紅外熱成像+計算機視覺”動物行為研究技術
工業領域的某些技術手段因其成熟的體系和強大的適應能力，常常被引入到科研領域。引入后往往能給學者莫大的驚喜，給他們的課題帶來驚人的突破。這里介紹的基于紅外熱成像和計算機視覺的動物行為研究系統便是其中一例。
熱成像是記錄地球上任何物體釋放的、在電磁波譜中處于紅外波段的光并且對其成像的技術。物體和生命體的狀態和屬性能夠通過它們表面的溫度分布圖像來衡量。熱成像的應用領域非常廣泛，例如工業、安防、軍事、科研等。在自然科學研究中，相較于其他方法，熱成像技術提供了一種安全、無損傷的測量和數據獲取手段。而且在人類醫學和獸醫學、生態學、動物學等領域已有大量的應用。
在動物行為學研究領域，紅外熱成像可用來測量處于脅迫條件下、進行不同類型的行為時的體溫變化。
如日本京都大學類人猿研究院的中山借助紅外熱成像技術發現在有潛在威脅的人（如手持抓捕網、身著實驗服的工作人員）在場時，獼猴鼻區的溫度在10-30s內顯著下降。同時獼猴通過露齒和其他面部表情表達它們的負面情緒。中山等人據此判斷：鼻區溫度的降低能夠作為非人類靈長類情緒從中性到負面變化的一個可靠和準確指標。
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在昆蟲的冷適應行為及生理學研究中，紅外熱成像更能克服掃描量熱法、熱電偶等傳統手段必須保證實驗昆蟲靜止不動的弊端，動態測量和記錄昆蟲的行為、體溫。
如Christopher等人使用紅外熱成像技術研究了高山采集的蝎蛉的冷適應過程、行為響應和生理響應，證明紅外熱成像技術能夠提供的大量生理學信息，如過冷卻點、致死低溫等，且該手段獲取的信息因為不會限制昆蟲的運動、更接近自然環境，因而更加具有生物學意義。
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Hristov等人使用紅外熱成像相機對大群聚居、自由放養的巴西無尾蝙蝠進行觀察，證明紅外熱成像技術是調查群居蝙蝠覓食等行為的寶貴工具。計算機視覺的相關算法也被使用，用于識別和追蹤飛翔的蝙蝠，并且將它們和其他溫度相近的物體區分開來，最終確定了在洞中棲息和覓食的蝙蝠的總數量。
大量研究案例表明，紅外熱成像能夠用于研究野外自由散養、采用傳統方式很難觀察的動物。
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以“紅外熱成像”為基礎的動物觀測系統由紅外熱成像相機、專業熱成像軟件等部分組成。如需野外監測使用，可選配相機室外防護罩、固定支架等配件。
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紅外熱成像相機選用高分辨率（640×512）、鏡頭可更換可聚焦的WIC640熱成像相機。高分辨率保證了長距離監控時能夠拍攝到高清晰度的照片。焦距決定了相機視場角的大小，因此，WIC相機的鏡頭具有手動聚焦的功能和可更換的設計，能夠使我們可根據安裝的實際場地靈活地選擇合適的焦距。除此之外，WIC相機使用了USB3.0或者以太網路線的供電方式，耗電量極低，從而避免了特殊的制冷設備的使用，也大大縮小了相機的尺寸，非常適合野外使用。WIC相機具有的高度可定制化和優良的環境適應性。
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