基于深度学习啮齿动物悬尾实验的自动化分析系统和方法.pdf

(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CN111903607A(43)申请公布日2020.11.10(21)申请号202010800938.7(22)申请日2020.08.11(71)申请人安徽正华生物仪器设备有限公司地址235100安徽省淮北市濉溪县经济开发区玉兰大道(72)发明人李思迪盛益华曾星铫张建职赵康罗华伦(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代理人匡立岭(51)Int.Cl.A01K67/02(2006.01)A01K29/00(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图1页(54)发明名称基于深度学习啮齿动物悬尾实验的自动化分析系统和方法(57)摘要本发明公开了一种基于深度学习啮齿动物悬尾实验的自动化分析系统和方法，用于解决悬尾实验中，由于惯性作用与小鼠体力等其他影响对实验结果产生的一系列影响，造成了相关药效评估假阴性或假阳性概率高，实验成本大、实验时间长的问题；包括悬尾实验模块、视频分析模块和数据输出模块；本发明通过深度学习技术实现全自动化追踪与精细行为指标提取，无需依靠其他实验硬件设备，大大减低了实验成本，分析啮齿动物14个身体关键点，实现全自动化精确跟踪；相对于传统的小鼠躯干面积与重心变化来判断不动与挣扎时间，成本低，时间短。CN111903607ACN111903607A权利要求书1/2页1.基于深度学习啮齿动物悬尾实验的自动化分析系统，其特征在于，包括悬尾实验模块、视频分析模块和数据输出模块；所述悬尾实验模块用于采集啮齿动物的实验视频并将实验视频发送至视频分析模块；所述视频分析模块用于对实验视频进行分析，具体分析步骤为：步骤一：选取啮齿动物14个身体关键点进行跟踪分析；将实验视频依照时间顺序分为若干帧照片，对每帧照片进行分析；步骤二：以1920数值为Y轴，1080数值为X轴建立二维坐标系；步骤三：识别追踪啮齿动物各个身体关键点所对应的X、Y轴的坐标值；步骤四：身体关键点第n帧和第n-1帧的像素点位置进行对比，当第n帧与第n-1帧变化大于12％，则标记为动；小于12％则标记为不动；所述视频分析模块将分析的啮齿动物行为指标发送至数据输出模块，数据分析模块将输出结果发送至服务器内存储。2.根据权利要求1所述的基于深度学习啮齿动物悬尾实验的自动化分析系统，其特征在于，所述悬尾实验模块包括悬尾箱、相机和铝制吊杆；所述悬尾箱的尺寸为55cm高×60cm宽×11cm长；所述相机用于采集啮齿动物的实验视频；铝制吊杆位于悬尾箱的顶部，用于悬挂每只小鼠的尾部。3.根据权利要求1所述的基于深度学习啮齿动物悬尾实验的自动化分析系统，其特征在于，该系统还包括注册登录模块和访问显示模块；所述注册登录模块用于用户通过手机终端提交注册信息进行注册并将注册成功的注册信息发送至服务器内，注册信息包括用户的姓名、手机号、入职时间和眼睛度数；访问显示模块用于对用户进行识别和访问服务器内的输出结果及显示；访问显示模块包括触摸显示屏；具体步骤为：SS1：访问显示模块采集用户的脸部图像并对脸部图像进行眼镜轮廓识别，当识别到眼镜轮廓，则执行步骤SS3；当未识别到眼镜轮廓，则执行SS2；SS2：获取用户的注册信息并进行分析，具体分析步骤为：SS21：将用户的入职时间与系统当前时间进行时间差计算获取得到用户的入职时长并标记为T1；SS22：将用户的眼睛度数标记为D1；将入职时长和眼睛度数进行去量化处理并取其数值；SS23：利用公式X＝D1×b1+T1×b2获取得到用户的访显值X；其中b1、b2均为预设比例系数；SS24：设定线条粗细值为Ck，k＝1、……、20；每个线条粗细值对应一个范围，记为(ck-1，ck]；其中c0等于零；当X∈(ck-1，ck],则用户的线条粗细值为Ck；SS25：访问显示模块将触摸显示屏的操作界面上的文字和曲线进行调整使其粗细值与线条粗细值为Ck；SS3：用户通过访问显示模块访问服务器内的啮齿动物行为指标。4.基于深度学习啮齿动物悬尾实验自动化分析方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：V1：采集啮齿动物的实验视频；2CN111903607A权利要求书2/2页V2：将实验视频依照时间顺序分为若干帧照片，对每帧照片进行分析；以1920数值为Y轴，1080数值为X轴建立二维坐标系；识别追踪啮齿动物各个身体关键点所对应的X、Y轴的坐标值；V3：身体关键点第n帧和第n-1帧的像素点位置进行对比，当第n帧与第n-1帧变化大于12％，则标记为动；小于12％则标记为不动；V4：对每帧照片进行啮齿动物行为指标分析；V5：将分析的啮齿动物行为指标发送至数据输出模块，数据分析模块将输出结果发送至服务器内存储；V6：用户通过访问显示模块访问服务器内的啮齿动物行为指标；具体为：V61：访