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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CN111832531A(43)申请公布日2020.10.27(21)申请号202010724343.8(22)申请日2020.07.24(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代理人韩立峰(51)Int.Cl.G06K9/00(2006.01)A01K29/00(2006.01)权利要求书4页说明书9页附图1页(54)发明名称基于深度学习适用于啮齿动物社交实验的分析系统和方法(57)摘要本发明公开了一种基于深度学习适用于啮齿动物社交实验的分析系统和方法,包括实验模块、数据采集模块和视频分析模块,实验模块用于啮齿动物的社交实验;数据采集模块用于采集社交实验数据,并将采集到的社交实验数据发送至服务器和视频分析模块;视频分析模块用于社交实验数据的视频分析;本发明无需特殊的实验硬件设备与人为对动物进行特殊化学试剂标记处理,通过多目标分析与多身体关键点识别技术实现全自动化无间断追踪多只动物,捕捉大小鼠社交实验超精细行为指标;本发明适用于传统的三箱社交实验方法,还适用于更自然的社交环境与更多实验动物只数,实现长期动态的实验研究,并捕获更加广泛、精细的指标,形成超精细化社交行为指标体系。CN111832531ACN111832531A权利要求书1/4页1.基于深度学习适用于啮齿动物社交实验的分析系统,其特征在于,包括实验模块、数据采集模块、视频分析模块、发送模块、显示模块、生成打印模块、数据库、计时模块以及服务器;所述实验模块用于啮齿动物的社交实验,实验装置具体为三箱装置或旷场反应箱,所述三箱装置包括左侧箱室、中间箱室和右侧箱室,所述中间箱室内部放置有实验小鼠,所述左侧箱室内部放置有底部直径为4cm的空铁丝杯,且空铁丝杯中放置有实验小鼠的新颖小鼠,所述右侧箱室内部放置有底部直径为4cm的空铁丝杯,且空铁丝杯中放置有实验小鼠的新颖物体;所述数据采集模块用于采集社交实验数据,并将采集到的社交实验数据发送至服务器和视频分析模块,数据采集模块具体为拍摄相机;所述视频分析模块用于社交实验数据的视频分析,具体视频分析过程如下:S1:以实验小鼠为例,获取拍摄相机的分辨率X*Y,得知每帧照片大小,获取照片的数量i,i=1、……、n,以拍摄相机的分辨率建立二维坐标系,其中X数值为Y轴、Y数值为X轴,并以像素点为单位;S2:以实验小鼠的鼻尖、左眼、右眼、左耳、右耳、头部中心、躯干中心、尾根、左前肢、右前肢、左后肢和右后肢建立12个身体关键点,身体关键点对应标记为j,j=1、……、12;S3:当实验模块具体为三箱装置时;S31:获取每帧照片中实验小鼠各个身体关键点所对应的X、Y轴的坐标值,坐标值标记为(Xji,Yji);S32:以实验小鼠的鼻尖-尾根、鼻尖-眼睛、鼻尖-耳朵建立骨架;S33:以实验小鼠的鼻尖为原点建立二维坐标系,获取鼻尖-尾根向量、鼻尖-眼睛向量、鼻尖-耳朵向量与X轴正方向所成的夹角,即骨架方向角,若鼻尖-尾根向量与X正方向重合则骨架方向角为0°,骨架方向角顺时针旋转角度不断增加,骨架方向角逆时针旋转角度不断减小;S34:像素点与cm进行换算,1cm等于A个像素点,其中A等于三箱装置实际长对应的像素点/三箱装置实际边长;S35:三箱装置长的像素点值范围为:X1到X2,且X2>X1;三箱装置宽的像素点值范围为:Y1到Y2,且Y2>Y1:S36:左侧箱室长的像素点值范围为:X1到X1+(X2-X1)÷3;右侧箱室长的像素点值范围为:X2-(X2-X1)÷3到X2;中间箱室长的像素点值范围为:X1+(X2-X1)÷3到X2-(X2-X1)÷3;S37:实验小鼠在左侧箱室所待总时长:实验小鼠躯干中心像素点X轴数值大于X1且小于X1+(X2-X1)÷3的总时长;实验小鼠在右侧箱室所待总时长:实验小鼠躯干中心像素点X轴数值大于X2-(X2-X1)÷3且小于X2的总时长;实验小鼠在中间箱室所待总时长:实验小鼠躯干中心像素点X轴数值大于X1+(X2-X1)÷3且小于X2-(X2-X1)÷3的总时长;S38:实验小鼠探索新颖小鼠:以左侧箱室放置新颖小鼠的空铁丝杯的中心点为原点,以该原点3×A个像素点为半径的长度划圆,若小鼠鼻尖在此圆范围内则算为实验小鼠探索2CN111832531A权利要求书2/4页新颖小鼠;实验小鼠探索新颖物体:以右侧箱室空铁丝杯的中心点为原点,以该原点3×A个像素点为半径的长度划圆,若小鼠鼻尖在此圆范围内则算为实验小鼠探索新颖物体;S4:当实验模块具体为旷场反应箱时;S41:实验小鼠具体为小鼠A、大鼠A