Coggle数据科学 | Kaggle赛题解析:MABe老鼠时序行为检测

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  • 赛题名称:MABe Challenge - Social Action Recognition in Mice

  • 赛题类型:时序行为检测

  • 赛题任务:基于小鼠的姿态估计数据,利用机器学习模型识别其独特的社会性行为。

https://www.kaggle.com/competitions/MABe-mouse-behavior-detection

赛题背景

动物(从小鼠到狼群)的社会行为极其复杂,包括筑巢、育幼、照顾同伴、保卫领地等。传统上,研究这些行为依赖于研究人员手动、主观地观察和记录视频,这是一个非常耗时、费力且容易产生偏差的过程。

虽然机器学习(ML)的进步为自动化行为分析带来了希望,但当前的方法仍面临两大严峻挑战:

  • 数据稀缺与标注成本高:要识别一种新的行为,研究人员必须手动标注成百上千个新的训练样本。这对于研究罕见行为来说几乎是不可能的任务。

  • 泛化能力差:在一个实验室、使用一套特定设备训练出的模型,在应用到其他实验室的数据时,性能通常会急剧下降。这意味着不同实验室可能无法用统一的标准衡量同一种行为,严重阻碍了科学研究的可重复性和可比性。

赛题任务

本次竞赛旨在直接解决上述挑战。你的任务是开发一个模型,能够准确识别出超过30种小鼠的社会和非社会行为。

  • 数据基础:模型基于无标记运动捕捉(markerless motion capture) 技术从俯拍视频中提取出的小鼠姿态估计数据(如身体关键点的坐标)进行训练和预测,而不是直接处理原始视频像素。这降低了计算复杂度,并更专注于运动模式本身。

  • 核心挑战与创新点:本次竞赛提供的数据集包含了来自20多个不同行为记录系统的超过400小时的标注视频。这意味着你的模型必须学会克服不同数据采集设备和姿态估计算法带来的差异性,学会捕捉行为最本质的运动特征,从而成为一个真正通用、可迁移的解决方案。

赛题数据

数据集的核心目标是让你根据小鼠的姿态轨迹数据(tracking),预测其发生的离散社会行为(annotation)。数据来自多个实验室,因此充满了不一致性和稀疏性,这直接模拟了现实科研中的挑战。

图片

数据集主要分为三大类文件:

  1. 元数据文件 (train.csv / test.csv)

  2. 特征数据(姿态追踪) (train_tracking/ / test_tracking/)

  3. 标签数据(行为标注) (train_annotation/)

评价指标

本次竞赛使用一个经过精心设计的 F-Score(F值)变体 作为评估模型性能的指标。它不是简单地计算所有预测的平均F值,而是考虑了数据集的特殊结构(多实验室、稀疏标注)。

row_id,video_id,agent_id,target_id,action,start_frame,stop_frame
0,101686631,mouse1,mouse2,sniff,0,10
1,101686631,mouse2,mouse1,sniff,15,16
2,101686631,mouse1,mouse2,sniff,30,40
3,101686631,mouse2,mouse1,sniff,55,65

赛题时间轴

  • 2025年12月8日 - 报名截止日期 (Entry Deadline)

  • 2025年12月8日 - 团队合并截止日期 (Team Merger Deadline)

  • 2025年12月15日 - 最终提交截止日期 (Final Submission Deadline)

THE END !

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### Kaggle上的模式识别竞与数据集 Kaggle作为一个全球知名的数据科学社区,提供了丰富的资源供用户参与并实践机器学习和数据分析技术[^1]。对于模式识别领域,Kaggle上有许多专门针对图像分类、语音识别以及自然语言处理等方面的竞和公开数据集。 #### 常见的模式识别竞 一些典型的Kaggle涉及模式识别的核心问,比如: - **图像分类**:这类比通常要求参者开发算法来自动区分不同类别的图片。例如,“Dog vs Cat Classification Challenge”就是一项经典的入门级任务,目标是从给定的一组照片中分辨出哪些是狗,哪些是猫。 - **手写字符识别**:类似于MNIST数据库的任务,在这里模型需要学会读取扫描的手稿并将它们转换成计算机可理解的形式。 - **音频信号分析**:此类型的挑战可能包括音乐流派预测或者情感状态检测等应用案例研究。 以下是几个具体的例子: 1. **Digit Recognizer (MNIST)** 这是一个非常适合初学者练习的基础项目,基于著名的 MNIST 手写数字集合构建而成。它旨在教会人们如何利用监督学习方法解决简单的视觉感知难。[^2] ```python import pandas as pd from sklearn.model_selection import train_test_split from sklearn.linear_model import LogisticRegression # 加载训练数据 train_data = pd.read_csv('digit_recognizer_train.csv') X = train_data.drop(columns=['label']).values / 255. y = train_data['label'].values # 划分测试集与验证集 X_train, X_val, y_train, y_val = train_test_split(X, y, test_size=0.2) # 构建逻辑回归模型 model = LogisticRegression(max_iter=1000) model.fit(X_train, y_train) print(f'Validation Accuracy: {model.score(X_val, y_val)}') ``` 2. **Plant Seedlings Classification** 该事聚焦于植物幼苗种类鉴定方面的工作,鼓励选手探索更先进的卷积神经网络架构以提高准确性。[^3] 3. **Audio Scene Classification** 在此场景下,参与者需设计解决方案用于辨别各种环境声响类别(如城市街道噪音、森林鸟鸣声)。这属于序列到标签映射范畴内的典型实例之一。[^4] #### 推荐使用的工具和技术栈 为了更好地完成这些有关模式识别的比,可以考虑采用如下几种流行框架和技术手段: - TensorFlow/Keras – 提供建模灵活性的同时简化复杂流程操作; - PyTorch – 更加直观易懂的设计理念使其成为科研人员偏爱的选择; - OpenCV – 面向实时视频捕捉及预处理需求的理想库文件; 此外还需要掌握一定的特征工程技巧,像PCA降维、LDA线性判别分析等等都是不可或缺的知识点。 ---
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