A system for tracking whisker kinematics and whisker shape in three dimensions
A system for tracking whisker kinematics and whisker shape in three dimensions
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三维跟踪晶须运动学和晶须形状的系统
DOI：
10.1101/773697
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发表时间：
2019
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Petersen R
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Petersen R
行为的量化对于生物学至关重要。由于胡须系统是一个流行的模型，它是重要的是有方法来测量胡须运动的行为动物。在这里，我们开发了一个高速成像系统，同时从两个Vantage位置测量胡须运动。我们开发了一种胡须跟踪算法，自动重建三维胡须信息直接从“立体”视频数据。跟踪器通过图形用户界面进行控制，该界面还允许用户友好的管理。该算法通过将3D贝塞尔曲线拟合到每个目标晶须的基底部分来跟踪晶须。通过使用自然胡须运动和自然胡须形状的先验知识来约束拟合，并通过最小化拟合参数的数量，该算法能够以低错误率并行跟踪多个胡须。我们使用跟踪器的输出来生成每个跟踪晶须的3D描述，包括其3D方向和3D形状，以及与弯曲相关的机械力。总之，我们提出了一种非侵入性的自动系统，从高速视频中以3D方式跟踪胡须，为感觉运动行为及其神经基础的全面3D分析创造了机会。
Quantification of behaviour is essential for biology. Since the whisker system is a popular model, it is important to have methods for measuring whisker movements from behaving animals. Here, we developed a high-speed imaging system that measures whisker movements simultaneously from two vantage points. We developed a whisker tracker algorithm that automatically reconstructs 3D whisker information directly from the ‘stereo’ video data. The tracker is controlled via a Graphical User Interface that also allows user-friendly curation. The algorithm tracks whiskers, by fitting a 3D Bezier curve to the basal section of each target whisker. By using prior knowledge of natural whisker motion and natural whisker shape to constrain the fits and by minimising the number of fitted parameters, the algorithm is able to track multiple whiskers in parallel with low error rate. We used the output of the tracker to produce a 3D description of each tracked whisker, including its 3D orientation and 3D shape, as well as bending-related mechanical force. In conclusion, we present a non-invasive, automatic system to track whiskers in 3D from high-speed video, creating the opportunity for comprehensive 3D analysis of sensorimotor behaviour and its neural basis.
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影响因子：
25
作者：
Mathis, Alexander;Mamidanna, Pranav;Bethge, Matthias
通讯作者：
Bethge, Matthias
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影响因子：
5.3
作者：
B. Quist;Vlad Seghete;Lucie A. Huet;T. Murphey;M. Hartmann
通讯作者：
M. Hartmann
DOI：
10.3109/07367228309144543
发表时间：
1983-01-01
期刊：
SOMATOSENSORY RESEARCH
影响因子：
--
作者：
GIBSON, JM;WELKER, WI
通讯作者：
WELKER, WI
影响因子：
3
作者：
L. Thurstone
通讯作者：
L. Thurstone
DOI：
--
发表时间：
2010
期刊：
影响因子：
--
作者：
Bale;Rasmus S. Petersen
通讯作者：
Rasmus S. Petersen