行為學實驗視頻分析

動物行為實驗站是指通過對動物行為的視頻、光電和生物電等信號的採集，並結合計算機圖像處理、點陣分析和生物電信號分析技術，提取動物行為的軌跡並據此計算各種行為學指標的軟硬體系統。

簡介

動物行為實驗站是一個綜合性的分析系統，包括多個子系統，每個子系統對應一個動物行為學分析模型，而每個分析模型套用於一個或一類特定的實驗或研究。軟體系統分為 21個模組，包括 Morris水迷宮、水迷路、自發活動、聯合開場、洞板實驗、條件性位置偏愛、高架十字迷宮、跳台實驗、黑白箱實驗、穿梭箱、Y迷宮、T迷宮、強迫游泳、懸尾實驗、八臂迷宮、避暗、轉棒、滾筒、驚厥實驗、自身給藥系統模組、睡眠系統隔音環境箱，總計21個。每個子系統既可單獨使用，用於某個特定的實驗或研究，也能集成起來組成一個綜合性的ZH-SBS動物行為實驗站，對動物的各種行為進行全方面的分析研究。

本系統包括觀察裝置和分析軟體二大部分。其中觀察裝置負責採集動物的行為信號，主要套用了先進的視頻採集技術和LED陣列等技術；而分析軟體對採集的行為信號進行實時/離線分析，從中提取出動物的行為軌跡和特徵，並據此計算出多個行為學參數，軟體還提供資料庫、多種數據接口等功能.

產品構成：軟體+各組件及附屬檔案+圖象採集系統+隔音箱（選配）

產品特點：採用軟體視頻跟蹤，離線分析、無線遙控軟體智慧型識別開始及結束實驗、一套軟體配合不同硬體可做不同實驗，節約資金及場地

基本包軟體：可以在條件性位置偏愛實驗（Conditioned Place Preference Experiment）、黑白箱實驗、Open Field實驗、懸尾（Tail Suspension）實驗、強迫游泳（Forced Swinming）實驗、MORRIS水迷宮、Y迷宮（不帶電）、高架十字迷宮、T迷宮、八臂十字迷宮等實驗任意選擇其中一項。

功能模組：在基本包軟體上可以方便地增加其他模組。所有結果數據以excel格式輸出，可用SPSS統計。

系統構成

1、 數據源處理模組：實現視頻數據採集，可以是攝像頭，也可以是預先錄好的實驗錄像；

2、 圖像分析算法模組：實驗視頻分析中的各類算法，如圖像預處理、質心點獲取、行為狀態分析與判斷等；

3、 實驗數據管理/音視頻記錄模組：記錄並管理實驗過程中產生的數據；

4、 外部硬體控制模組：對部分實驗所需的聲、光、電刺激硬體進行控制並在實驗過程中實時的發生這些刺激。

成都泰盟 TM-Vision

系統可以完成的行為學實驗

行為學實驗視頻分析系統可以完成以下實驗：OpenField開場活動、高架十字迷宮、Morris水迷宮、Zero迷宮、T迷宮、Y迷宮、八臂迷宮、穿梭實驗、避暗實驗、小鼠跳台實驗、小鼠懸尾實驗、強迫游泳實驗等等多種行為學實驗。

實驗目的

觀察實驗動物在新異環境中的自主行為、探究行為與緊張度。 實驗器材：實驗裝置由曠場反應箱和數據自動採集和處理系統兩部分組成，由上海欣軟信息科技有限公司提供。大鼠曠場反應箱高30～40cm，底邊長100cm，內壁塗黑，底面平均分為25個4cm×4cm小方格，正上方2 m處架一數碼攝像頭，其視野可覆蓋整個曠場內部。曠場光照為全人工照明，可人為設定“白天”和“黑夜”，白天由兩側牆壁的4隻節能燈發出約2001ux照度來模擬，夜晚由一側牆的紅外光源提供照明。實驗人員和計算機等設備位於另一房間以減小對動物的干擾，實驗室背景噪音控制在65dB以下。 小鼠曠場反應箱高25～30cm，底邊長72cm，內壁塗黑，底面（軟體）平均分為64個小方格。數據自動採集和處理系統同上。

測量實驗動物進入敞箱後的各種行為（跑動、靜止等）以及動物在各劃定區域的行為參數（包括飲水進食次數等）。利用敞箱引起動物的焦慮及恐懼，以探測動物的活動量及活動模式變化。可重複測量而不影響其它行為分析，輕鬆了解實驗動物對新環境的適應能力，常用於評估運動能力、焦慮程度及給藥前後行為變化。

成都泰盟 TM-Vision

技術指標

1、自動觀測最大通道數：1

2、採樣率：最高30 fps

3、圖像解析度： 640 x 480

4、每道尺寸：500(寬) x 500(深) x 300(高) 可用於大小鼠實驗

5、運行平台要求 Centrino2 2.4G CPU / 2G RAM / 80G HDD以上

功能特點

1、系統支持實時分析以及錄像分析的模式；

2、自動測試動物的活動次數、距離、平均速度；

3、自動測量動物區域分布指標（四邊、四角、四周、中央的活動情況）；

4、靈活的區域定義，統計動物在不同區域中的行為；

5、自動計數，無需人工觀察；計時準確，精度高；

6、專業設計的實驗裝置，避免受到外界環境干擾；

7、實驗數據可方便導出；

序號	產品名稱	頁碼
0	行為學實驗站
1	Barnes迷宮實驗系統
2	場景恐懼實驗系統
3	睡眠剝奪與強迫游泳系統
4	大小鼠開場活動實驗系統
5	避暗實驗系統
6	十字迷宮視頻分析軟體
7	八臂迷宮實驗系統
8	轉圈實驗系統
9	跳台實驗系統
10	穿梭實驗系統
11	T迷宮實驗系統
12	懸尾儀
13	Morris水迷宮視頻分析系統
14	小鼠水迷路實驗系統
15	Y迷宮視頻分析系統
16	零迷宮實驗分析系統

8、實驗操作簡單，觀察直觀，清潔及維護方便易行；

系統配置：

硬體：大小鼠實驗箱（可對黑白動物進行試驗）、高清數碼攝像頭、攝像頭固定支架

軟體：視頻分析軟體、說明書、安裝光碟、軟體加密狗

高架十字迷宮高架十字迷宮實驗套用一、實驗概述高架十字迷宮是利用動物對新異環境的探究特性和 對高懸敞開臂的恐懼形成矛盾衝突行為來考察動物的焦慮狀態。高架十字迷宮具有一對開臂和一對閉臂，嚙齒類動物由於嗜暗性會傾向於在閉臂中活動，但出於好奇心和探究性又會在開臂中活動，在面對新奇刺激時二、實驗儀器儀器型號為ZH-，儀器由十字迷宮組件、攝像裝置以及ZH動物行為軌跡分析系統組成十字迷宮組件兩條相對開放臂，材質採用高級醫用有機板製作，接觸面不反光，可使用酒精清洗除味； ZH為用戶提供了兩種跟蹤算法：灰度法和背景減法，穩定可靠的頭、中、尾三點跟蹤算法，甚至可以可識別果蠅幼蟲等微小生物。 三、實驗方法及套用 實驗開始時將小鼠從中央格面向閉合臂放入迷宮，記錄ZS行為學軟體進行數據分析。 進入開放臂次數及停留時間與大鼠的焦慮情緒成負相關，進入開放臂次數越少，停留時間越短，說明老鼠的焦慮情緒越嚴重。

十字迷宮結構設計符合國內外標準，同時具備小鼠和大鼠實驗平台。採用先進的計算機圖像處理分析算法，可以全自動探測動物在開、閉臂的活動時間，進出次數，是醫學院校，科研機構研究實驗動物抗焦慮 / 致焦慮藥物藥理的重要實驗手段。

功能特點：

可以根據實際情況精確定義迷宮的範圍和長度單位，從而糾正因鏡頭造成圖像失真帶來的數據不準確性。可以隨時調入以前所作的實驗項目，並可繼續進行各項實驗和數據查看及導出操作。實驗過程中可即時查看軌跡，一次實驗結束後可立即查看分析該次實驗的各項數據，回放軌跡或錄像，軌跡可輸出為標準的點陣圖檔案，數據可輸出為EXCEL檔案，方便分析。所有路徑參數和時間參數在系統實驗停止後系統自動完成統計，結果數據顯示在界面中的數據報告視窗中，包括在四個臂和中央區域的時間/路徑長度，總時間和總路徑長度，進臂次數，進臂最大深度，進臂平均深度，平均運動速度, 進入開臂/閉臂次數百分比，休息時間等，所有數據可以保存或進行Excel分析。實驗過程中視頻圖像無失真滯後現象，採用真彩色方式觀察，不用對動物染色即可跟蹤。

系統的性能指標

1、	完整的大小鼠實驗裝置，大鼠反應桶直徑1.2M，小鼠反應桶直徑0.8M，全不鏽鋼製作，配置大口徑出入水管和糞便過濾器，大小鼠透明逃逸平台。
2、	配置實驗平台基座，攝像頭支撐架和固定裝置。
3、	提供500Wx2加溫裝置。
4、	130萬像素數字攝像頭，USB2.0傳輸 MPEG-4錄像壓縮。
5、	3-8mm F1.4可變焦廣角鏡頭。
6、	全彩色實時自動跟蹤方式，採用Overlay方式實時動態觀察目標運動軌跡，視頻圖像無失真，滯後現象，採用冷暖色區分目標，抗水波紋等噪聲能力強。
7、	用戶可自定義逃逸平台的位置、大小和有效區的範圍，自動修正因鏡頭廣角造成圖像失真帶來的數據誤差。
8、	支持定位航行和空間搜尋兩種實驗方法，實驗停止後系統自動完成統計，包括潛伏期、四個象限的時間/路徑長度，內/中/外環的時間/路徑長度，總路徑長度，朝向角，平均運動速度， 經過虛平台次數，虛平台停留時間，有效區時間/路徑，6時段中各時段有效率等，所有數據可以保存或進入Excel分析。
9、	按實驗項目的方式管理各組實驗，每個項目的信息包括實驗的數據、背景圖片及實驗錄像集中保存，方便以後的查詢和管理。
10、	結果分析可查看分析以往實驗的各項數據，回放軌跡或錄像，軌跡可輸出為標準的點陣圖檔案，數據可輸出到Excel檔案，方便分析。