フトアゴヒゲトカゲ「すみそ」がコオロギを食べる様子を、Python＋OpenCVで解析。
動画の動きを数値化し、咀嚼のリズムをグラフで見える化しました。
🎥 本日の素材（動画）
- 動画名：
20251026_sumiso_eating_v01.MP4 - YouTube：https://youtu.be/g3_j40-kctA
- 撮影時間：約3分
- 環境メモ：温度 バスキングスポット39度 クールスポット29度くらい
🎯 目的
- 行動観察（採食行動）の定量化
- 咀嚼回数や咀嚼間隔（テンポ）を記録し、日々の比較や健康状態の可視化に活かす。
⚙️ 手順の概要
- 動画をOpenCVで読み込み、フレーム間差分から「動きの強さ」を算出
- SciPyの
find_peaksで咀嚼のピークを自動検出 - 平均・最長・最短の咀嚼間隔を計算
- 結果をCSV出力し、SQLiteへ登録（研究データベース化）
- Matplotlibで可視化（時系列／ヒストグラム）
💻 使用コード（抜粋）
1️⃣ Motion Intensity（動きの強さ）を算出
import cv2, numpy as np, matplotlib.pyplot as plt
video_path = "../../videos/raw/20251026_sumiso_eating_v01.MP4"
cap = cv2.VideoCapture(video_path)
fps = cap.get(cv2.CAP_PROP_FPS) or 30.0
ret, prev = cap.read()
prev_gray = cv2.cvtColor(prev, cv2.COLOR_BGR2GRAY)
motion_values = []
while True:
ret, frame = cap.read()
if not ret:
break
gray = cv2.cvtColor(frame, cv2.COLOR_BGR2GRAY)
diff = cv2.absdiff(prev_gray, gray)
motion = float(np.sum(diff)) / diff.size
motion_values.append(motion)
prev_gray = gray
cap.release()
plt.figure(figsize=(10,4))
plt.plot(motion_values)
plt.title("Motion Intensity Over Time (Sumiso Eating)")
plt.xlabel("Frame")
plt.ylabel("Motion Level")
plt.show()
2️⃣ 咀嚼ピーク検出（自動カウント）
from scipy.signal import find_peaks
import numpy as np
# 平滑化
win = max(3, int(fps * 0.2))
kernel = np.ones(win) / win
mv = np.array(motion_values)
mv_smooth = np.convolve(mv, kernel, mode="same")
# ピーク検出
thr = np.percentile(mv_smooth, 80)
min_dist = max(5, int(fps * 0.3))
peaks, props = find_peaks(mv_smooth, height=thr, distance=min_dist)
plt.figure(figsize=(10,4))
plt.plot(mv, label="Motion (raw)")
plt.plot(mv_smooth, label="Motion (smoothed)")
plt.plot(peaks, mv_smooth[peaks], "ro", label="Detected chews")
plt.legend()
plt.title(f"Detected Chews: {len(peaks)} | fps={fps:.1f}")
plt.xlabel("Frame")
plt.ylabel("Motion Level")
plt.show()
# 咀嚼間隔（秒）
intervals = np.diff(peaks) / fps
print(f"平均咀嚼間隔: {np.mean(intervals):.2f} 秒")
print(f"最長咀嚼間隔: {np.max(intervals):.2f} 秒")
print(f"最短咀嚼間隔: {np.min(intervals):.2f} 秒")
📊 結果サマリ
- 平均咀嚼間隔：1.54 秒
- 最長咀嚼間隔：38.10 秒
- 最短咀嚼間隔：0.27 秒
メモ
- すみそは1.5秒周期の安定したテンポで咀嚼
- 長い休憩（嚥下・観察時間）を挟む
- 短い間隔は「噛み直し」のような連続動作
🧾 データ保存
- CSV：
data/csv/sumiso_20251026_chew_data.csv - DB：
data/sql/karashi_lab.db（テーブル：eating_logs）
1動画あたりのavg_interval / max / min / fps / total_chews をSQLに登録。
今後、日付や個体ごとの分析・比較に活用。
🔭 今後の展開
- 「からし」との比較（平均咀嚼テンポや休止時間）
- 咀嚼テンポ分布（ヒストグラム）で安定性を分析
- 気温・照明・餌種類の条件も変えて、多変量分析へ発展予定
📁 ディレクトリ構成
KarashiLab/
├── videos/
│ └── raw/20251026_sumiso_eating_v01.MP4
├── data/
│ ├── csv/
│ └── sql/karashi_lab.db
├── scripts/
│ └── notebooks/chew_analysis_sumiso.ipynb
└── docs/
├── observation_log.xlsx
└── images/sumiso_motion_graph.png
