(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210337425.6 (22)申请日 2022.04.01 (71)申请人 北京市疾病预防控制中心 地址 100013 北京市东城区和平里中街16 号北京市疾病预防控制中心卫生毒理 所 申请人 齐鲁工业大学 (72)发明人 高珊　陈维洋　张楠　聂燕敏　 齐丽娟　张维　郑珊　张鹏　 李子南　谭壮生　张文静　李国君　 宁钧宇　 (74)专利代理 机构 济南信达专利事务所有限公 司 37100 专利代理师 孙园园(51)Int.Cl. H04N 5/14(2006.01) H04N 5/202(2006.01) H04N 5/225(2006.01) H04N 5/232(2006.01) (54)发明名称 基于实验视频处理的线虫咽泵运动频率自 动识别方法 (57)摘要 本发明公开了一种基于实验视频处理的线 虫咽泵运动频率自动识别方法， 属于生物实验视 频处理技术领域， 本发明要解决的技术问题为如 何识别线虫咽泵运动次数， 进而实现自动高效的 线虫咽泵运动次数自动计数， 采用的技术方案 为： 该方法具体如下： 将线虫放置在线虫培养皿 中， 线虫自由进食； 对自由进食中的线虫咽部进 行初始实验视频拍摄； 将拍摄得到的初始实验视 频进行处理得到单条线虫的咽部区域实验视频； 识别单条线虫的咽部区域实验视频中线虫的咽 泵运动并计算线虫的咽泵运动次数和频率。 权利要求书2页 说明书6页 附图3页 CN 114640753 A 2022.06.17 CN 114640753 A 1.一种基于实验视频处理的线虫咽泵运动频率自动识别方法， 其特征在于， 该方法具 体如下： 将线虫放置在线虫培 养皿中， 线虫自由进食； 对自由进食中的线虫咽部进行初始实验视频拍摄； 将拍摄得到的初始实验视频进行处 理得到单 条线虫的咽部区域实验视频； 识别单条线虫的咽部区域实验视频中线虫的咽泵运动并计算线虫的咽泵运动次数和 频率。 2.根据权利要求1所述的基于实验视频处理的线虫咽泵运动频率自动识别方法， 其特 征在于， 将拍摄得到的初始实验视频进行处理得到单条线虫的咽部区域实验视频具体如 下： 将拍摄得到的初始线虫初始实验视频进行预处理： 对显微镜下拍摄得到的初始实验视 频进行手动目标区域选取： 寻找单 条线虫的咽部区域， 通过矩形框截取线虫的咽部区域； 将初始实验视频进行放大处理： 初始实验视频放大至视野中仅有一条线虫且线虫咽部 区域清晰可 见， 得到单 条线虫的咽部区域实验视频； 将单条线虫的咽部区域实验视频保存为avi格式， 用于后续的线虫咽泵运动识别和计 数。 3.根据权利要求2所述的基于实验视频处理的线虫咽泵运动频率自动识别方法， 其特 征在于， 通过矩形框截取线虫 的咽部区域的截取原则为： 截取的区域内仅一条线虫且线虫 咽部区域清晰可 见； 矩形框区域的边长为20 0‑300微米。 4.根据权利要求3所述的基于实验视频处理的线虫咽泵运动频率自动识别方法， 其特 征在于， 自动识别初始实验视频中线 虫的咽泵运动并自动计算线 虫的咽泵运动次数和频率 具体如下： 将单条线虫的咽部区域实验视频进行处 理获取相邻帧图像差异值； 根据相邻帧图像差异值获取整个单条线虫的咽部区域实验视频差异值序列， 绘制波浪 形曲线图； 通过差异值序列识别线虫的咽泵运动活动并计算 咽泵运动次数； 计算咽泵运动频率。 5.根据权利要求4所述的基于实验视频处理的线虫咽泵运动频率自动识别方法， 其特 征在于， 将单 条线虫的咽部区域实验视频进行处 理获取相邻帧图像差异值具体如下： 提取视频中的每一帧图像； 对每一帧图像进行 灰度化处 理； 将相邻两帧图像进行比较并计算相邻 两帧图像的差异： 通过将两个相邻帧图像中的每 个对应像素点进行相减并求 绝对值的方式计算相邻两帧图像差异， 公式如下： F＝abs(Fi ‑Fj)； FD＝ΣF； 其中， i和j分别表示相邻两帧图像的编号， j＝i+1； Fi和Fj分别表示两个相邻帧图像中 的所有像素点的灰度值； abs表示取绝对值； F表示两个相邻帧图像进行相 减并绝对值化后 的结果， 即两个相 邻帧图像的差异 值； FD表示对相邻帧图像中的所有像素点求去 F后再进行 求和的结果。权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114640753 A 26.根据权利要求5所述的基于实验视频处理的线虫咽泵运动频率自动识别方法， 其特 征在于， 根据相邻帧图像差异值获取整个单条线虫 的咽部区域实验视频差异值序列， 绘制 波浪形曲线图具体如下： 将任意两个相邻帧的图像计算出差异值F后， 整个单条线虫的咽部区域实验视频将会 得到一串差异值序列； 根据差异值序列绘制呈波浪形的曲线图， 根据曲线图观察线虫咽泵运动的特性。 7.根据权利要求6所述的基于实验视频处理的线虫咽泵运动频率自动识别方法， 其特 征在于， 通过差异值序列识别线虫的咽泵运动活动并计算 咽泵运动次数 具体如下： 将差异值序列中的相邻数值进行比较： 找到大于其前一个数值也大于其后 一个数值的 位置， 该位置即为 一次咽泵运动， 计入咽泵运动次数； 统计所有咽泵运动次数的总和， 即为整个单 条线虫的咽部区域实验视频运动次数。 8.根据权利要求7所述的基于实验视频处理的线虫咽泵运动频率自动识别方法， 其特 征在于， 找到大于其前一个数值也大于其后一个数值的位置， 该位置即为一次咽泵运动具 体条件如下： 当前数值减去其前面的数值大于设定的阈值， 且当前数值减去其后 面的数值大于设定 的阈值； 其中， 阈值的设定依据是视频的分辨 率， 即阈值 ＝视频分辨 率/200。 9.根据权利要求8所述的基于实验视频处理的线虫咽泵运动频率自动识别方法， 其特 征在于， 计算 咽泵运动频率具体如下： 根据单条线虫的咽部区域实验视频中线虫咽泵运动次数n及视频时长t， 计算线虫咽泵 运动频率f， 公式如下： f＝n/t。 10.根据权利要求1所述的基于实验视频处理 的线虫咽泵运动频率自动识别方法， 其特 征在于， 初始实验视频拍摄的时长为3 0‑60秒， 拍摄视频的帧速为5帧/秒。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114640753 A 3