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(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113205032A(43)申请公布日2021.08.03(21)申请号202110460274.9(22)申请日2021.04.27(71)申请人安徽正华生物仪器设备有限公司地址235199安徽省淮北市濉溪县经济开发区白杨路濉溪电子商务产业园D1栋厂房一楼(72)发明人李思迪盛益华曾星铫李至宏罗华伦(74)专利代理机构合肥正则元起专利代理事务所(普通合伙)34160代理人刘勇(51)Int.Cl.G06K9/00(2006.01)G06N3/04(2006.01)A61B5/22(2006.01)权利要求书2页说明书4页附图1页(54)发明名称基于深度学习的小鼠悬挂实验的自动化分析系统和方法(57)摘要本发明公开了基于深度学习的小鼠悬挂实验的自动化分析系统和方法,涉及啮齿动物悬尾实验技术领域,包括悬挂实验模块、数据传输模块、视频分析模块、存储模块以及预测模块,通过悬挂实验模块中的视频数据采集单元获取小鼠的追踪视频数据,将追踪视频数据通过视频分析模块进行分析,并将分析结果进行输出和保存;同时还设置有预测模块,能够使得在身体关键点出现被遮挡的情况时,能够对被遮挡的身体关键点的位置进行预测,并输出被遮挡的身体关键点的预测数据,从而降低了实验数据的人为因素影响,使得实验数据更加准确。CN113205032ACN113205032A权利要求书1/2页1.基于深度学习的小鼠悬挂实验的自动化分析系统,其特征在于,包括悬挂实验模块、数据传输模块、视频分析模块、存储模块以及预测模块;所述视频分析模块用于对小鼠的追踪视频数据进行分析,具体分析过程包括以下步骤:步骤S1:获取追踪视频数据中的追踪视频,对追踪视频中的铁丝进行标记,并将铁丝的一端记为原点,然后设置X、Y轴坐标系;将悬挂实验的区域转化为像素点,获取小鼠的每个身体关键点的身体关键点像素值;步骤S2:获取小鼠抓取铁丝未在水平方向上移动的时间,并将小鼠抓取铁丝未在水平方向上移动的时间记为悬挂时间XT;获取小鼠抓取铁丝在水平方向上移动的时间,并将小鼠抓取铁丝在水平方向上移动的时间记为爬行时间PT;当小鼠在0.5s的时间内在X轴方向上移动超过nA个像素点距离时,记为爬行了一次,获取小鼠的爬行次数PC;获取小鼠的移动轨迹的长度,并将小鼠的移动轨迹的长度记为爬行距离PL;步骤S3:将追踪视频分解为M帧照片,筛选符合悬挂实验的区域的帧数中四肢分别抓取铁丝的帧数与四肢抓取铁丝的总帧数,并分别记为ZSi和ZS,通过公式ZLi=ZSi/ZS获得四肢抓取准确率ZLi;步骤S4:获取小鼠在实验期间的最大运动速度以及平均运动速度,并分别记为峰值速度VMAX和平均速度VP;将峰值速度VMAX和平均速度VP通过数据传输模块发送至存储模块进行保存。2.根据权利要求1所述的基于深度学习的小鼠悬挂实验的自动化分析系统,其特征在于,所述悬挂实验模块包括视频数据采集单元和悬挂实验场景,悬挂实验模块用于完成悬挂实验过程,通过将小鼠放置在悬挂实验场景内,通过视频数据采集单元获取小鼠悬挂实验数据,具体过程包括以下步骤:步骤X1:搭建悬挂实验场景,然后将小鼠放入悬挂实验场景中;步骤X2:选取小鼠身上的13个身体关键点;连接小鼠的身体关键点从而获得小鼠的骨架线,如鼻尖‑尾根、鼻尖‑躯干中心、躯干中心‑尾根等;步骤X3:通过视频数据采集单元获得小鼠的追踪视频数据,将小鼠的追踪视频数据通过数据传输模块发送至视频分析模块,追踪视频数据包括相机拍摄的追踪视频以及追踪视频的拍摄时间。3.根据权利要求2所述的基于深度学习的小鼠悬挂实验的自动化分析系统,其特征在于,所述步骤X1中的悬挂实验场景包括悬挂箱和相机,悬挂箱内水平设置有一根铁丝,内壁黑化处理,相机位于悬挂箱斜上方45°,相距悬挂箱30cm处,相机拍摄范围覆盖整个铁丝长度,实验开始由相机全程录像。4.根据权利要求1所述的基于深度学习的小鼠悬挂实验的自动化分析系统,其特征在于,所述像素点的换算方式为:1cm=A个像素点。5.根据权利要求1所述的基于深度学习的小鼠悬挂实验的自动化分析系统,其特征在于,所述预测模块用于在身体关键点被遮挡时,对被遮挡的身体关键点位置进行预测,并给出被遮挡的身体关键点的预测数据值。6.基于深度学习的小鼠悬挂实验的自动化分析方法,其特征在于,具体包括以下步骤:2CN113205032A权利要求书2/2页步骤一:搭建悬挂实验场景,然后将小鼠放入悬挂实验场景中;步骤二:建立X、Y轴二维坐标系;步骤三:获取小鼠的追踪视频数据,并发送至视频分析模块;步骤四:通过视频分析模块对小鼠的追踪视频数据进行分析,并输出分析结果。3CN113205032A说明书1/4页基于深度学习的小鼠悬挂实验的自动化分析系统和方