B-REAL:一种用于离线分类和实时检测的无关键点行为平台

由 root 提交于 周五, 10/23/2026 - 20:47
摘要

神经行为学中的自动化行为分析受到两大障碍的限制:首先,训练姿态估计模型本身负担沉重;其次,无法足够迅速地识别行为,因而难以实现实时分类并据此触发刺激、药物递送或环境操控。本文提出 B-REAL,这是一种无需姿态信息的分类器,可将原始视频映射为行为,其处理速度甚至快于视频帧的采集速度,且即使在 CPU 上也能实现。仅使用少得多的训练数据,B-REAL 的表现便可媲美或超过基于完整基准啮齿动物或果蝇数据集训练的成熟方法,尤其是在识别罕见行为乃至仅持续单帧的行为方面。利用无标签视频进行预训练,可进一步提高其准确率,且不会延长推理或训练时间。在闭环实验中,对 B-REAL 检测到的梳理行为给予奖励,使小鼠梳理行为的发生次数增加了一倍以上。因此,B-REAL 仅需少量标注和标准硬件,便可使闭环行为实验切实可行。

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https://doi.org/10.64898/2026.10.13.758637

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神经行为学中的自动化行为分析受到两项障碍的限制:首先需要训练姿态估计模型所带来的负担,

以及无法足够快速地识别行为以进行实时分类,从而触发刺激、药物递送或环境操控。在此,我们提出 B-REAL:一种无需姿态估计的分类器,可将原始视频映射为行为,其处理速度快于视频帧的采集速度,即使在 CPU 上也能如此。在训练数据大幅减少的情况下,B-REAL 的表现仍与使用完整基准啮齿动物或果蝇数据集训练的成熟方法相当或更优,尤其是在识别罕见行为乃至仅持续一帧的行为方面。利用未标注视频进行预训练,可进一步提升其准确率,且不会增加推理或训练时间。在闭环实验中,向小鼠奖励由 B-REAL 检测到的梳理行为,使其梳理行为片段的发生率提高了一倍以上。因此,B-REAL 只需少量标注和标准硬件,即可让闭环行为实验切实可行。

利益冲突声明

作者声明不存在利益冲突。

已申报的资助信息

美国国立卫生研究院

R34DA059509

版权

本预印本的版权归作者/资助方所有;其已授予 bioRxiv 永久展示该预印本的许可。

本文依据 CC-BY 4.0 国际许可协议公开。

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发布于 2026 年 10 月 20 日。

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关键词:无关键点行为识别 · 神经行为学 · 实时行为分类 · 闭环实验 · 自监督预训练

原文链接:https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.10.13.758637v1?rss=1