基于虛擬儀器LabVIEW的Morris水迷宮實驗圖像采集系統(tǒng).pdf

1、目的(Objective)： 水迷宮實驗通過研究外界環(huán)境因素對于動物大腦學(xué)習(xí)、記憶、認(rèn)知、識別行為的影響和變化規(guī)律，為人類大腦記憶功能的研究、健腦藥物的開發(fā)研究提供理論和實踐依據(jù)，是心理學(xué)等學(xué)科常用的實驗方法。目前的水迷宮圖像采集和分析系統(tǒng)存在著價格經(jīng)濟的系統(tǒng)不精確而精確的系統(tǒng)價格昂貴的矛盾。價格經(jīng)濟的系統(tǒng)由于配置較低從而精確度稍差，精確的系統(tǒng)由于需要開發(fā)專門的硬件和軟件從而造價高昂。而且它們都具有同一缺陷即功能不能擴展，不適合

2、于水迷宮實驗不斷改進的研究需要。 本小組通過對水迷宮實驗原理和實驗方法的研究，使用通用的數(shù)字?jǐn)z像機、計算機，配以相應(yīng)的圖像采集卡，利用基于虛擬儀器程序設(shè)計語言LabVIEW，實現(xiàn)了Morris水迷宮實驗圖像采集系統(tǒng)，在低成本的基礎(chǔ)上實現(xiàn)了水迷宮實驗的精確采集和處理，并開發(fā)出一些新的功能，具有較高的可靠性。同時該系統(tǒng)具有虛似儀器的共同特點，即靈活性強，可通過增加新的程序模塊擴展其功能，為程序應(yīng)用于其他領(lǐng)域打下基礎(chǔ)。 方法(

3、Methods)： 系統(tǒng)軟件主要使用虛擬儀器程序設(shè)計語言LabVIEW進行編寫。首先設(shè)置圖像采集的參數(shù)，包括灰度值修正、觀察范圍等。根據(jù)攝像頭的高度，使用標(biāo)準(zhǔn)長度的模塊測出攝像頭CCD間隔象素點對應(yīng)的實際距離。運行主程序，將連續(xù)采集到的圖像保存為制定的AVI文件，并且實時對每幀圖像進行處理，分辨出目標(biāo)的中心點并記錄保存坐標(biāo)。經(jīng)過對坐標(biāo)的處理，即時完成游程(TD)計算、運動時間(TT)記錄、運動速度(TS)計算顯示、運動軌跡(TP

4、)、運動速度波形顯示。實驗完成后經(jīng)過對保存的坐標(biāo)數(shù)據(jù)的處理，完成各象限內(nèi)時間分布顯示、運動軌跡模擬回放、綜合數(shù)據(jù)回放。 在該實驗的基礎(chǔ)上修改部分控件和參數(shù)，應(yīng)用于微循環(huán)血流檢測方面。根據(jù)圖片上的血細(xì)胞大部分面積的象素值、血細(xì)胞的大小與周圍環(huán)境的差別，將血細(xì)胞識別為對象，并將其中最接近圖片中心的作為統(tǒng)計對象，使用前述的方法計算其在較短時間內(nèi)流動的相對距離，并識別該對象的標(biāo)號是否發(fā)生改變。如改變則重新選取統(tǒng)計對象，重新進行上述步驟。

5、由于實驗條件限制，目前僅完成靜態(tài)血流圖像分析。 結(jié)果(Result)： 建立了基于虛擬儀器LabVIEW的圖像采集系統(tǒng)，程序?qū)崿F(xiàn)了對于水迷宮實驗要求數(shù)據(jù)的采集、分析、存儲，可以比較精確地得到實驗數(shù)據(jù)。結(jié)果保存為兩種形式：AVI文件和LVM文件。AVI文件記錄了實驗的完整圖像，可以使用播放器進行回放，并可引入其他程序進行處理分析。LVM文件保存了識別分析后的對象坐標(biāo)值，以數(shù)對的形式保存，在程序讀入后可重現(xiàn)軌跡的過程。