1.步態(tài)分析系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)布局
    動(dòng)物步態(tài)分析系統(tǒng)硬件的布局，下方安裝有高頻攝像頭的大小為130cm×9cm×6cm大小鼠跑臺(tái)，跑道上方設(shè)有紅色背景光照射裝置，玻璃跑道側(cè)方射入綠色熒光。

2. 高速高分辨率的圖像采集系統(tǒng)
    工業(yè)高清晰電荷耦合器件（Charge Coupled Device, CCD）攝像頭，采集分辨率為768*576像素，其距離定位精度約為1mm；采樣速度100幀/秒。
3. 動(dòng)物步行跑臺(tái)
    本步態(tài)分析系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)動(dòng)物雙通道訓(xùn)練及檢測，從而為今后藥效評價(jià)中所需的大樣本量需求提供可靠保證，且系統(tǒng)雙通道寬度可隨動(dòng)物大小進(jìn)行調(diào)整，以適應(yīng)不同品系、月齡、體重的動(dòng)物。       
4. 動(dòng)物誘導(dǎo)箱
    為了高效率高質(zhì)量的完成動(dòng)物步態(tài)測試，加入誘導(dǎo)箱設(shè)計(jì)，誘導(dǎo)箱中放入動(dòng)物平時(shí)飼養(yǎng)所用的飼養(yǎng)箱，以便動(dòng)物通過前期訓(xùn)練后習(xí)慣性的順利不間斷的通過步態(tài)測試跑道，進(jìn)入放有飼養(yǎng)籠的誘導(dǎo)箱內(nèi)。    
5. 背光裝置
    應(yīng)用紅色發(fā)光二極管（Light Emitting Diode, LED）燈制作燈箱，燈箱寬度覆蓋這個(gè)跑道，通過紅色的背景光，可將動(dòng)物輪廓清晰的體現(xiàn)出來。    
6. 足跡增強(qiáng)系統(tǒng)
    側(cè)光足跡增強(qiáng)系統(tǒng)，應(yīng)用綠色LED燈，將均勻的綠色熒光射入玻璃側(cè)面，達(dá)到玻璃體中充滿綠色熒光，*終可實(shí)現(xiàn)動(dòng)物足跡圖像增強(qiáng)的效果，便于電腦軟件對動(dòng)物行走時(shí)四肢的自動(dòng)識(shí)別。
    其中，老鼠步行通道、高速攝像機(jī)、足跡增強(qiáng)板、背景增強(qiáng)系統(tǒng)、誘導(dǎo)箱安裝在用鋁型材加工的支架上，用于實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物在足跡增強(qiáng)板上行走過程中足跡的提取，誘導(dǎo)箱為實(shí)驗(yàn)動(dòng)物提供熟悉的小環(huán)境，使實(shí)驗(yàn)動(dòng)物經(jīng)過訓(xùn)練后，能夠在足跡增強(qiáng)板上正常行走，方便完成足跡提取。高速攝像機(jī)與視頻采集分析計(jì)算機(jī)用網(wǎng)線連接，通過計(jì)算機(jī)的千兆網(wǎng)卡實(shí)現(xiàn)圖像數(shù)據(jù)采集。
7. 步態(tài)視頻分析軟件
    步態(tài)視頻分析軟件模塊為步態(tài)分析軟件的核心部分，而其中的步態(tài)自動(dòng)識(shí)別功能又是是本系統(tǒng)的核心模塊，該功能模塊主要包括:圖像降噪預(yù)處理子模塊、虛假目標(biāo)剔除子模塊、步跡分離增強(qiáng)子模塊、時(shí)序跟蹤子模塊、聚類分析子模塊、指標(biāo)分析子模塊等。其中降噪子模塊主要利用濾波算法，降低因?yàn)楣饩€變化引起的足跡提取誤差；虛假目標(biāo)剔除子模塊主要是對于老鼠行走過程中引起的虛假目標(biāo)（如老鼠糞便等）進(jìn)行剔除；步跡分離增強(qiáng)子模塊針對紅綠藍(lán)三通道數(shù)據(jù)，根據(jù)其顯著性自動(dòng)剔除其中信噪比較低的通道，利用差圖像法和QTSU二值化算法，自動(dòng)提取足跡區(qū)域；時(shí)序跟蹤子模塊和聚類分析子模塊主要是對單幀提取的足跡區(qū)域，先進(jìn)行聚類，然后根據(jù)時(shí)序關(guān)系自動(dòng)識(shí)別左右前后四個(gè)爪子，并進(jìn)行標(biāo)記，為下一幀分析提供依據(jù)；指標(biāo)分析子模塊根據(jù)各個(gè)步態(tài)指標(biāo)的物理意義，自動(dòng)分析相應(yīng)指標(biāo)。*終，通過軟件自動(dòng)識(shí)別動(dòng)物腳印，可得到步態(tài)相關(guān)的各個(gè)方面信息，如距離方面，時(shí)間方面，體態(tài)方面，壓力方面和速度方面。

7. 步態(tài)評價(jià)指標(biāo)
步 行 周 期：動(dòng)物行走時(shí)一側(cè)足跟著地到該側(cè)足跟再次著地的過程被稱為一個(gè)步行周期，一個(gè)步行周
             期可分為支撐相（Stance Phase）和擺動(dòng)相（Swing Phase）；
支 撐 時(shí) 長：在一個(gè)步行周期中始終與地接觸的階段；
擺 動(dòng) 時(shí) 長：在一個(gè)步行周期中始終與地?zé)o接觸的階段；
支 撐 時(shí) 相：支撐時(shí)長所占步態(tài)周期的百分?jǐn)?shù)（Cycle%）作為單位來表達(dá)；
單支撐時(shí)相：通常指一足著地到該足離地的過程；
雙支撐時(shí)相：在一個(gè)步行周期中產(chǎn)生的雙足同時(shí)著地的階段；
三支撐時(shí)相：在一個(gè)步行周期中產(chǎn)生的三足同時(shí)著地的階段；
擺 動(dòng) 時(shí) 相：擺動(dòng)時(shí)長所占步態(tài)周期的百分?jǐn)?shù)（Cycle%）作為單位來表達(dá)；
制 動(dòng) 時(shí) 長：從該足開始接觸時(shí)刻到該足與地面*大接觸面積時(shí)刻所需的時(shí)長；
制 動(dòng) 指 數(shù)：制動(dòng)時(shí)長/支撐時(shí)長；
推 進(jìn) 時(shí) 長：從該足與地面*大接觸面積時(shí)刻到該足離地時(shí)刻所需的時(shí)長；
推 進(jìn) 指 數(shù)：推進(jìn)時(shí)長/支撐時(shí)長；
同源協(xié)調(diào)性：被觀測足爪(RH or LH)的擺動(dòng)時(shí)間或支撐時(shí)間與對照足爪(LH or LF)的步行周期的比值
同側(cè)協(xié)調(diào)性：被觀測足爪(RH or LH)的擺動(dòng)時(shí)間或支撐時(shí)間與對照足爪(RF or LF)的步行周期的比值
對側(cè)協(xié)調(diào)性：被觀測足爪(RH or LH)的擺動(dòng)時(shí)間或支撐時(shí)間與對照足爪(LF or RF)的步行周期的比值
步       幅：動(dòng)物在一個(gè)步行周期中，同一前肢或后肢連續(xù)兩個(gè)*大腳印橫坐標(biāo)中點(diǎn)之間的距離；
左 側(cè) 步 基：動(dòng)物在一個(gè)步行周期中，左前肢連續(xù)兩個(gè)*大腳印橫坐標(biāo)中點(diǎn)與左后肢連續(xù)兩個(gè)*大腳
             印橫坐標(biāo)中點(diǎn)之間的距離；
右 側(cè) 步 基：同上；
前 肢 步 寬：在行走中左、右兩足間的距離稱為步寬，通常以足爪中點(diǎn)為測量參考點(diǎn)；
后 肢 步 寬：同上；
足跡*大面積：t為足爪接觸地面的*大面積時(shí)刻；
足跡平均面積：每幀圖像足跡面積之和/總幀數(shù)；
足跡*大強(qiáng)度：t為足爪接觸地面的*大強(qiáng)度時(shí)刻；
足跡平均強(qiáng)度：每幀圖像足跡強(qiáng)度之和/總幀數(shù)；
擺 動(dòng) 速 度：步長/擺動(dòng)時(shí)間；
瞬 時(shí) 速 度：每只爪子的步長/步行周期；
總  速  度：在一次行走過程中，步長的總和/步長周期的總和；
平均體轉(zhuǎn)角：老鼠嘴尖與尾根形成的軸線的方向和正前方向軸之間的夾角的平均值，比如老鼠移動(dòng)的
             方向偏離正前方向5°；
體轉(zhuǎn)角標(biāo)準(zhǔn)偏差：老鼠嘴尖與尾根形成的軸線方向和正前方向軸之間的夾角的標(biāo)準(zhǔn)偏差，比如如果老鼠的
              平均體轉(zhuǎn)角為5°，標(biāo)準(zhǔn)偏差為3°，那么代表動(dòng)物有在2-8°的范圍內(nèi)運(yùn)動(dòng)的趨勢；
平均側(cè)向移動(dòng)：動(dòng)物質(zhì)量中心延Y軸側(cè)向移動(dòng)的距離；
側(cè)向移動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)偏差：動(dòng)物質(zhì)量中心延Y軸側(cè)向移動(dòng)的標(biāo)準(zhǔn)偏差。