專(zhuān)利名稱(chēng)：八臂迷宮動(dòng)物視頻分析系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種動(dòng)物行為測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種八臂迷宮動(dòng)物視頻分析系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
八臂迷宮是一種研究動(dòng)物空間記憶的迷宮模型，是定量測(cè)定動(dòng)物行為學(xué)改變的重要手段，主要用于動(dòng)物學(xué)習(xí)、記憶、覓食策略、空間認(rèn)知等多方面的研究。它由一個(gè)中心區(qū)和其周?chē)B接的八條臂組成，在其中一些臂的末端放入食餌對(duì)進(jìn)入該臂的動(dòng)物進(jìn)行獎(jiǎng)賞，或?qū)⒁恍┍奂与?，?duì)進(jìn)入的動(dòng)物施以電擊等懲罰，受食餌的驅(qū)使，實(shí)驗(yàn)動(dòng)物會(huì)對(duì)迷宮各臂進(jìn)行
探究，經(jīng)過(guò)一定時(shí)間的訓(xùn)練，動(dòng)物可記住食物在迷宮中的空間位置，根據(jù)動(dòng)物的取食或逃避策略該方法可同時(shí)測(cè)定動(dòng)物的工作記憶和參考記憶。其可進(jìn)一步通過(guò)聲、光、電等刺激一應(yīng)答模塊建立完整的各種條件、非條件刺激環(huán)境，訓(xùn)練動(dòng)物對(duì)獎(jiǎng)賞或懲罰區(qū)域的記憶能力，具有較強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)功能?，F(xiàn)有的儀器中，均為單一的獎(jiǎng)賞實(shí)驗(yàn)裝置或單一的懲罰實(shí)驗(yàn)裝置，獎(jiǎng)賞實(shí)驗(yàn)和懲罰實(shí)驗(yàn)無(wú)法在同一套設(shè)備上完成，這不僅增加了資源開(kāi)銷(xiāo)，且降低了實(shí)驗(yàn)配置的靈活性和
可靠性。
發(fā)明內(nèi)容為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的問(wèn)題，本實(shí)用新型的目的是提供一種集獎(jiǎng)賞實(shí)驗(yàn)和懲罰實(shí)驗(yàn)功能于一體的八臂迷宮動(dòng)物視頻分析系統(tǒng)，利用圖像處理技術(shù)對(duì)迷宮中的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物進(jìn)行實(shí)時(shí)、可靠的行為分析，同時(shí)建立穩(wěn)定、快速的懲罰刺激模塊，以提高試驗(yàn)裝置的自動(dòng)化程度和精確度。為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型所述采用的技術(shù)手段是一種八臂迷宮動(dòng)物視頻分析系統(tǒng)，包括箱體、刺激組件、控制接口、攝像裝置、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，所述箱體包括開(kāi)放的中心區(qū)和八個(gè)與中心區(qū)連通的矩形臂，所述矩形臂末端設(shè)置有食餌放置器；所述刺激組件安裝在箱體內(nèi)，所述控制接口安裝在箱體底部，所述刺激組件通過(guò)控制接口與計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)相連；所述攝像裝置安裝在箱體頂部，通過(guò)視頻線連接計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。進(jìn)一步的，所述箱體采用不透光材料制作。進(jìn)一步的，所述矩形臂開(kāi)口端設(shè)置有插梢擋板，控制該臂的開(kāi)關(guān)。進(jìn)一步的，所述刺激組件包括刺激電柵、刺激光源、刺激聲源，所述刺激電柵由圓形金屬棒制成。進(jìn)一步的，所述計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)包括控制模塊、視頻采集模塊、數(shù)據(jù)通訊模塊、刺激模塊、數(shù)據(jù)輸出模塊、電源模塊，所述電源模塊連接其他所有模塊，提供電能；所述視頻采集模塊連接控制模塊，將采集到的圖像信息傳輸至控制模塊進(jìn)行實(shí)時(shí)分析，識(shí)別當(dāng)前實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的位置及姿態(tài)信息；控制模塊連接數(shù)據(jù)通訊模塊和數(shù)據(jù)輸出模塊，根據(jù)識(shí)別信息發(fā)送相關(guān)刺激命令至與數(shù)據(jù)通訊模塊連接的刺激模塊，完成刺激流程，記錄各項(xiàng)指標(biāo)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，傳送至數(shù)據(jù)輸出模塊輸出。工作原理用戶根據(jù)需要自主配置實(shí)驗(yàn)參數(shù)指標(biāo)，若選中聲光電各類(lèi)刺激則執(zhí)行懲罰實(shí)驗(yàn)，否則執(zhí)行獎(jiǎng)賞實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)配置完成后，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)采集動(dòng)物視頻圖像，分析動(dòng)物所在的區(qū)域及各項(xiàng)運(yùn)動(dòng)參數(shù)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)配置自動(dòng)發(fā)送各類(lèi)刺激命令至下位機(jī)，當(dāng)動(dòng)物進(jìn)入錯(cuò)誤迷宮臂時(shí)給以刺激懲罰，而進(jìn)入正確迷宮臂時(shí)則給以食物獎(jiǎng)賞，直至動(dòng)物進(jìn)入所有的正確臂，本次實(shí)驗(yàn)結(jié)束；可根據(jù)設(shè)置的實(shí)驗(yàn)次數(shù)和實(shí)驗(yàn)間隔，自主進(jìn)行循環(huán)試驗(yàn)，實(shí)時(shí)分析動(dòng)物的活動(dòng)狀況，自動(dòng)保存各次實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。本實(shí)用新型的有益效果在于采用一套實(shí)驗(yàn)裝置完成懲罰和獎(jiǎng)賞兩類(lèi)實(shí)驗(yàn)，有效克服光線不均勻?qū)е旅詫m中不同區(qū)域圖像灰度分別差別大的問(wèn)題，能實(shí)時(shí)完成動(dòng)物的運(yùn)行軌跡跟蹤，自動(dòng)生成相關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)并保存，同時(shí)支持離線視頻分析，實(shí)驗(yàn)精度高，具有良好
的可重復(fù)性。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行說(shuō)明。圖I是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)原理框圖。圖中1、箱體，2、刺激組件，3、控制接口，4、攝像裝置，5、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，11、中心區(qū)，12、矩形臂，13、食餌放置器，14、插梢擋板，21、刺激電柵，22、刺激光源，23、刺激聲源，51、控制模塊，52、視頻采集模塊，53、數(shù)據(jù)通訊模塊，54、刺激模塊，55、數(shù)據(jù)輸出模塊，56、電源模塊。
具體實(shí)施方式
如


圖1、2所示的一種八臂迷宮動(dòng)物視頻分析系統(tǒng)，包括箱體I、刺激組件2、控制接口 3、攝像裝置4、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)5，所述箱體I包括開(kāi)放的中心區(qū)11和八個(gè)與中心區(qū)11連通的矩形臂12，所述矩形臂12末端設(shè)置有食餌放置器13 ;所述刺激組件2安裝在箱體I內(nèi)，所述控制接口 3安裝在箱體I底部，所述刺激組件2通過(guò)控制接口 3與計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)5相連；所述攝像裝置4安裝在箱體I頂部，通過(guò)視頻線連接計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)5。進(jìn)一步的，所述箱體I采用不透光材料制作。進(jìn)一步的，所述矩形臂12開(kāi)口端設(shè)置有插梢擋板14，控制該臂的開(kāi)關(guān)。進(jìn)一步的，所述刺激組件2包括刺激電柵21、刺激光源22、刺激聲源23，所述刺激電柵21由圓形金屬棒制成。進(jìn)一步的，所述計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)5包括控制模塊51、視頻采集模塊52、數(shù)據(jù)通訊模塊53、刺激模塊54、數(shù)據(jù)輸出模塊55、電源模塊56，所述電源模塊56連接其他所有模塊，提供電能；所述視頻采集模塊52連接控制模塊51，將采集到的圖像信息傳輸至控制模塊51進(jìn)行實(shí)時(shí)分析，識(shí)別當(dāng)前實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的位置及姿態(tài)信息；控制模塊51連接數(shù)據(jù)通訊模塊53和數(shù)據(jù)輸出模塊55，根據(jù)識(shí)別信息發(fā)送相關(guān)刺激命令至與數(shù)據(jù)通訊模塊53連接的刺激模塊54，完成刺激流程，記錄各項(xiàng)指標(biāo)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，傳送至數(shù)據(jù)輸出模塊55輸出。用戶根據(jù)需要自主配置實(shí)驗(yàn)參數(shù)指標(biāo)，若選中聲光電各類(lèi)刺激則執(zhí)行懲罰實(shí)驗(yàn)，否則執(zhí)行獎(jiǎng)賞實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)配置完成后，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)采集動(dòng)物視頻圖像，分析動(dòng)物所在的區(qū)域及各項(xiàng)運(yùn)動(dòng)參數(shù)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)配置自動(dòng)發(fā)送各類(lèi)刺激命令至下位機(jī)，當(dāng)動(dòng)物進(jìn)入錯(cuò)誤迷宮臂時(shí)給以刺激懲罰，而進(jìn)入正確迷宮臂時(shí)則給以食物獎(jiǎng)賞，直 至動(dòng)物進(jìn)入所有的正確臂，本次實(shí)驗(yàn)結(jié)束；可根據(jù)設(shè)置的實(shí)驗(yàn)次數(shù)和實(shí)驗(yàn)間隔，自主進(jìn)行循環(huán)試驗(yàn)，實(shí)時(shí)分析動(dòng)物的活動(dòng)狀況，自動(dòng)保存各次實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。
權(quán)利要求1.一種八臂迷宮動(dòng)物視頻分析系統(tǒng)，其特征在于包括箱體(I)、刺激組件(2)、控制接口(3)、攝像裝置(4)、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)(5)，所述箱體(I)包括開(kāi)放的中心區(qū)(11)和八個(gè)與中心區(qū)(11)連通的矩形臂(12)，所述矩形臂(12)末端設(shè)置有食餌放置器(13);所述刺激組件(2)安裝在箱體(I)內(nèi)，所述控制接口(3)安裝在箱體(I)底部，所述刺激組件(2)通過(guò)控制接口(3)與計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)(5)相連；所述攝像裝置(4)安裝在箱體(I)頂部，通過(guò)視頻線連接計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)(5)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的八臂迷宮動(dòng)物視頻分析系統(tǒng)，其特征在于所述箱體(I)采用不透光材料制作。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的八臂迷宮動(dòng)物視頻分析系統(tǒng)，其特征在于所述矩形臂(12)開(kāi)口端設(shè)置有插梢擋板(14)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的八臂迷宮動(dòng)物視頻分析系統(tǒng)，其特征在于所述刺激組件(2)包括刺激電柵(21)、刺激光源(22)、刺激聲源(23)，所述刺激電柵(21)由圓形金屬棒制成。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的八臂迷宮動(dòng)物視頻分析系統(tǒng)，其特征在于所述計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)(5)包括控制模塊(51)、視頻采集模塊(52)、數(shù)據(jù)通訊模塊(53)、刺激模塊(54)、數(shù)據(jù)輸出模塊(55)、電源模塊(56)，所述電源模塊(56)連接其他所有模塊，提供電能；所述視頻采集模塊(52)連接控制模塊(51)，將采集到的圖像信息傳輸至控制模塊(51)進(jìn)行實(shí)時(shí)分析，識(shí)別當(dāng)前實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的位置及姿態(tài)信息；控制模塊(51)連接數(shù)據(jù)通訊模塊(53)和數(shù)據(jù)輸出模塊(55)，根據(jù)識(shí)別信息發(fā)送相關(guān)刺激命令至與數(shù)據(jù)通訊模塊(53)連接的刺激模塊(54)，完成刺激流程，記錄各項(xiàng)指標(biāo)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，傳送至數(shù)據(jù)輸出模塊(55)輸出。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種八臂迷宮動(dòng)物視頻分析系統(tǒng)，包括箱體、刺激組件、控制接口、攝像裝置、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，箱體包括開(kāi)放的中心區(qū)和八個(gè)與中心區(qū)連通的矩形臂，矩形臂末端設(shè)置有食餌放置器；刺激組件安裝在箱體內(nèi)，控制接口安裝在箱體底部，刺激組件通過(guò)控制接口與計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)相連；攝像裝置安裝在箱體頂部，通過(guò)視頻線連接計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。本實(shí)用新型采用一套實(shí)驗(yàn)裝置完成懲罰和獎(jiǎng)賞兩類(lèi)實(shí)驗(yàn)，有效克服光線不均勻?qū)е旅詫m中不同區(qū)域圖像灰度差別大的問(wèn)題，實(shí)時(shí)完成動(dòng)物的運(yùn)行軌跡跟蹤，自動(dòng)生成相關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)并保存，同時(shí)支持離線視頻分析，實(shí)驗(yàn)精度高，具有良好的可重復(fù)性。
文檔編號(hào)A01K15/02GK202722231SQ201220465340
公開(kāi)日2013年2月13日 申請(qǐng)日期2012年9月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月5日
發(fā)明者王江濤, 陳得寶, 張京愛(ài) 申請(qǐng)人:淮北師范大學(xué)