基于圖像技術的小鼠視動反應自動識別方法，本發明涉及圖像識別方法。本發明的目的是為了解決現有小鼠視動反應識別方法耗費大量時間和人力成本，識別準確率、效率低的問題。基于圖像技術的小鼠視動反應自動識別方法具體過程為：一、提取小鼠身體、耳朵、尾巴的輪廓；二、基于小鼠身體、耳朵、尾巴的輪廓，識別小鼠頭部方位；二一、基于小鼠身體、耳朵、尾巴的輪廓初步定位小鼠鼻尖；二二、對二一得到的小鼠鼻尖初步定位的結果進行位置矯正，得到矯正后小鼠的鼻尖；二三、基于二二得到的小鼠的鼻尖，識別小鼠頭部方位。三、基于一得到的小鼠身體、耳朵、尾巴的輪廓和二得到小鼠頭部方位，識別小鼠視動反應。本發明用于生物學領域。

技術領域

本發明涉及圖像識別方法。

背景技術

小鼠(即通常所說的實驗用小白鼠，實際應用中不一定為白色)是生物實驗中經常使用的一種模式動物。在生命科學和生物學研究中經常需要對動物的應激反應做出評價，但是由于實驗動物不能自主表達其主觀的感受，因此需要研究準確有效的間接方法來衡量其反應水平。不同的動物個體之間在行為模式上存在較大的差異。例如小鼠對于移動的物體存在視動反應現象，即存在自主追隨、復位、追隨過程。目前常用的一種小鼠視動實驗方法是將小鼠置于圓形的光柵之中，讓其觀看旋轉的光柵。不同的實驗個體對于旋轉光柵會產生不同程度的視動反應，具體表現為頭部跟隨光柵運動的頻次和單次持續時間的變化。圖1是一個典型的簡易視動實驗裝置。在實驗過程中，一般使用相機記錄小鼠的運動狀態，在實驗結束后人工對視頻進行分析和統計。對于視動實驗來說，人工統計存在以下問題：

1.小鼠對于光柵的反應不是持續的，而是間歇性的，通常持續數秒即轉換為無規律運動，因此實驗人員需要完整觀看視頻(通常長度為數分鐘)，對于部分不易鑒別的運動，需要反復觀看才能做出判斷。

2.視動實驗一般需要大量實驗樣本，單一樣本需要錄制一定時長的視頻，因此人工觀看和統計的工作量非常巨大。

3.由于小鼠存在個體差異，人工統計時會存在主觀因素干擾，導致評判標準的變化，特別是在長時間實驗統計當中，人的潛在的心理因素波動會影響整個實驗結果的可靠性和客觀性。

因此建立基于計算機圖像技術的小鼠視動反應自動識別方法，能夠有效降低人力成本，提高實驗的效率和準確率。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有小鼠視動反應識別方法耗費大量時間和人力成本，識別準確率、效率低的問題，而提出基于圖像技術的小鼠視動反應自動識別方法。

基于圖像技術的小鼠視動反應自動識別方法具體過程為：

步驟一、提取小鼠身體、耳朵、尾巴的輪廓；

步驟二、基于小鼠身體、耳朵、尾巴的輪廓，識別小鼠頭部方位；

步驟三、基于步驟一得到的小鼠身體、耳朵、尾巴的輪廓和步驟二得到小鼠頭部方位，識別小鼠視動反應。

本發明的有益效果為：

1.全自動實時識別。只需設定實驗參數后將小鼠放入實驗裝置，在達到指定實驗時間之后可以立即得到視動實驗數據，無需人工干預和監控，極大節約了時間和人力成本。假定每只小鼠需要進行2分鐘的實驗，每組實驗20只小鼠為例，人工方法通常需要2×20＝40分鐘實驗和大約3倍的錄像監控時間，總計160分鐘。而使用本發明進行自動識別，僅需要40分鐘即可完成。

2.客觀的評判標準。由計算機對視動反應進行識別和評價，能夠完全避免由于實驗人員疲勞、經驗不足等因素對實驗結果造成的影響，得到客觀準確的實驗結果，這對于醫藥研究具有非常重要的意義。

3.能夠實現高通量實驗。本發明可以通過設置多臺設備并行的方式，來達到實驗效率倍增的效果，例如5臺裝置同時工作，100只小鼠的實驗僅需40分鐘即可得到結果，而對于人工實驗來說，這樣的樣本量需要投入巨大的人力成本，提高實驗的效率和準確率。