[发明专利]基于深度学习的小鼠悬挂实验的自动化分析系统和方法

权利要求书

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ZS_i和ZS，通过公式ZL_i=ZS_i/ZS获得四肢抓取准确率ZL_i；

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V_MAX和平均速度V_P；将峰值速度V_MAX和平均速度V_P通过数据传输模块发送至存储模块进行保存；

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；

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；

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。

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。

3.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。

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的分析方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

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。