八臂迷宮動物視頻分析系統(tǒng)的制作方法

八臂迷宮動物視頻分析系統(tǒng)的制作方法專利名稱：八臂迷宮動物視頻分析系統(tǒng)的制作方法技術領域：本實用新型涉及一種動物行為測試技術領域，具體涉及一種八臂迷宮動物視頻分析系統(tǒng)。背景技術：八臂迷宮是一種研究動物空間記憶的迷宮模型，是定量測定動物行為學改變的重要手段，主要用于動物學習、記憶、覓食策略、空間認知等多方面的研究。它由一個中心區(qū)和其周圍連接的八條臂組成，在其中一些臂的末端放入食餌對進入該臂的動物進行獎賞，或將一些臂加電，對進入的動物施以電擊等懲罰，受食餌的驅使，實驗動物會對迷宮各臂進行探究，經(jīng)過一定時間的訓練，動物可記住食物在迷宮中的空間位置，根據(jù)動物的取食或逃避策略該方法可同時測定動物的工作記憶和參考記憶。其可進一步通過聲、光、電等刺激一應答模塊建立完整的各種條件、非條件刺激環(huán)境，訓練動物對獎賞或懲罰區(qū)域的記憶能力，具有較強的實驗功能。現(xiàn)有的儀器中，均為單一的獎賞實驗裝置或單一的懲罰實驗裝置，獎賞實驗和懲罰實驗無法在同一套設備上完成，這不僅增加了資源開銷，且降低了實驗配置的靈活性和可靠性。發(fā)明內容為了解決現(xiàn)有技術中的問題，本實用新型的目的是提供一種集獎賞實驗和懲罰實驗功能于一體的八臂迷宮動物視頻分析系統(tǒng)，利用圖像處理技術對迷宮中的實驗動物進行實時、可靠的行為分析，同時建立穩(wěn)定、快速的懲罰刺激模塊，以提高試驗裝置的自動化程度和精確度。為達到上述目的，本實用新型所述采用的技術手段是一種八臂迷宮動物視頻分析系統(tǒng)，包括箱體、刺激組件、控制接口、攝像裝置、計算機控制系統(tǒng)，所述箱體包括開放的中心區(qū)和八個與中心區(qū)連通的矩形臂，所述矩形臂末端設置有食餌放置器；所述刺激組件安裝在箱體內，所述控制接口安裝在箱體底部，所述刺激組件通過控制接口與計算機控制系統(tǒng)相連；所述攝像裝置安裝在箱體頂部，通過視頻線連接計算機控制系統(tǒng)。進一步的，所述箱體采用不透光材料制作。進一步的，所述矩形臂開口端設置有插梢擋板，控制該臂的開關。進一步的，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。進一步的，所述計算機控制系統(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行實時分析，識別當前實驗動物的位置及姿態(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)識別信息發(fā)送相關刺激命令至與數(shù)據(jù)通訊模塊連接的刺激模塊，完成刺激流程，記錄各項指標的實驗結果，傳送至數(shù)據(jù)輸出模塊輸出。工作原理用戶根據(jù)需要自主配置實驗參數(shù)指標，若選中聲光電各類刺激則執(zhí)行懲罰實驗，否則執(zhí)行獎賞實驗。實驗配置完成后，計算機控制系統(tǒng)實時采集動物視頻圖像，分析動物所在的區(qū)域及各項運動參數(shù)，根據(jù)實驗配置自動發(fā)送各類刺激命令至下位機，當動物進入錯誤迷宮臂時給以刺激懲罰，而進入正確迷宮臂時則給以食物獎賞，直至動物進入所有的正確臂，本次實驗結束；可根據(jù)設置的實驗次數(shù)和實驗間隔，自主進行循環(huán)試驗，實時分析動物的活動狀況，自動保存各次實驗的實驗數(shù)據(jù)。本實用新型的有益效果在于采用一套實驗裝置完成懲罰和獎賞兩類實驗，有效克服光線不均勻導致迷宮中不同區(qū)域圖像灰度分別差別大的問題，能實時完成動物的運行軌跡跟蹤，自動生成相關實驗數(shù)據(jù)并保存，同時支持離線視頻分析，實驗精度高，具有良好的可重復性。以下結合附圖對本實用新型的技術方案進行說明。圖I是本實用新型的結構示意圖；圖2是本實用新型計算機控制系統(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、計算機控制系統(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。具體實施方式如圖1、2所示的一種八臂迷宮動物視頻分析系統(tǒng)，包括箱體I、刺激組件2、控制接口3、攝像裝置4、計算機控制系統(tǒng)5，所述箱體I包括開放的中心區(qū)11和八個與中心區(qū)11連通的矩形臂12，所述矩形臂12末端設置有食餌放置器13;所述刺激組件2安裝在箱體I內，所述控制接口3安裝在箱體I底部，所述刺激組件2通過控制接口3與計算機控制系統(tǒng)5相連；所述攝像裝置4安裝在箱體I頂部，通過視頻線連接計算機控制系統(tǒng)5。進一步的，所述箱體I采用不透光材料制作。進一步的，所述矩形臂12開口端設置有插梢擋板14，控制該臂的開關。進一步的，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。進一步的，所述計算機控制系統(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進行實時分析，識別當前實驗動物的位置及姿態(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)識別信息發(fā)送相關刺激命令至與數(shù)據(jù)通訊模塊53連接的刺激模塊54，完成刺激流程，記錄各項指標的實驗結果，傳送至數(shù)據(jù)輸出模塊55輸出。用戶根據(jù)需要自主配置實驗參數(shù)指標，若選中聲光電各類刺激則執(zhí)行懲罰實驗，否則執(zhí)行獎賞實驗。實驗配置完成后，計算機控制系統(tǒng)實時采集動物視頻圖像，分析動物所在的區(qū)域及各項運動參數(shù)，根據(jù)實驗配置自動發(fā)送各類刺激命令至下位機，當動物進入錯誤迷宮臂時給以刺激懲罰，而進入正確迷宮臂時則給以食物獎賞，直至動物進入所有的正確臂，本次實驗結束；可根據(jù)設置的實驗次數(shù)和實驗間隔，自主進行循環(huán)試驗，實時分析動物的活動狀況，自動保存各次實驗的實驗數(shù)據(jù)。權利要求1.一種八臂迷宮動物視頻分析系統(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)、計算機控制系統(tǒng)(5)，所述箱體(I)包括開放的中心區(qū)(11)和八個與中心區(qū)(11)連通的矩形臂(12)，所述矩形臂(12)末端設置有食餌放置器(13);所述刺激組件(2)安裝在箱體(I)內，所述控制接口(3)安裝在箱體(I)底部，所述刺激組件(2)通過控制接口(3)與計算機控制系統(tǒng)(5)相連；所述攝像裝置(4)安裝在箱體(I)頂部，通過視頻線連接計算機控制系統(tǒng)(5)。2.根據(jù)權利要求I所述的八臂迷宮動物視頻分析系統(tǒng)，其特征在于所述箱體(I)采用不透光材料制作。3.根據(jù)權利要求I所述的八臂迷宮動物視頻分析系統(tǒng)，其特征在于所述矩形臂(12)開口端設置有插梢擋板(14)。4.根據(jù)權利要求I所述的八臂迷宮動物視頻分析系統(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)權利要求I所述的八臂迷宮動物視頻分析系統(tǒng)，其特征在于所述計算機控制系統(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)進行實時分析，識別當前實驗動物的位置及姿態(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)識別信息發(fā)送相關刺激命令至與數(shù)據(jù)通訊模塊(53)連接的刺激模塊(54)，完成刺激流程，記錄各項指標的實驗結果，傳送至數(shù)據(jù)輸出模塊(55)輸出。專利摘要本實用新型公開了一種八臂迷宮動物視頻分析系統(tǒng)，包括箱體、刺激組件、控制接口、攝像裝置、計算機控制系統(tǒng)，箱體包括開放的中心區(qū)和八個與中心區(qū)連通的矩形臂，矩形臂末端設置有食餌放置器；刺激組件安裝在箱體內，控