【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本申請涉及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可視化，特別是涉及一種基于three?js的大腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)三維可視化方法及系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
1、隨著計算機技術(shù)和神經(jīng)科學(xué)研究的不斷發(fā)展，大腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可視化技術(shù)已經(jīng)成為神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域中的一個重要分支。大腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可視化技術(shù)主要是通過將大量的神經(jīng)元和神經(jīng)元之間的聯(lián)系呈現(xiàn)為圖形或者動畫的形式，可以更直觀地了解大腦的結(jié)構(gòu)和功能。這種技術(shù)需要依靠大量的神經(jīng)影像數(shù)據(jù)，并使用計算機算法來對這些數(shù)據(jù)進行處理和分析。因為大腦內(nèi)部的神經(jīng)元和神經(jīng)元之間的聯(lián)系非常復(fù)雜，所以這種技術(shù)需要使用到非常高效的算法和計算機運算能力。
2、為了更好地展示大腦內(nèi)部結(jié)構(gòu)和神經(jīng)元之間的聯(lián)系，近年來神經(jīng)科學(xué)研究領(lǐng)域還涌現(xiàn)出了一些新的大腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可視化技術(shù)，如“腦電圖”；該技術(shù)可以更精確地觀察大腦內(nèi)部各個區(qū)域之間的交互關(guān)系，以及神經(jīng)元的活動狀態(tài)和信息傳遞路徑等；但形成的大腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)不能實現(xiàn)在瀏覽器端進行交互式瀏覽，即不支持拖拽也不能旋轉(zhuǎn)角度，渲染效果上不盡人意。
3、鑒于此，提供一種可在瀏覽器端實現(xiàn)交互式瀏覽大腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的基于three?js的大腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)三維可視化方法及系統(tǒng)是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的技術(shù)問題。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、為解決上述技術(shù)問題，本專利技術(shù)的目的為提供一種基于three?js的大腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)三維可視化方法及系統(tǒng)，實現(xiàn)了在瀏覽器端高效、流暢地展示和交互大腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的功能，以便研究人員更高效地開展科研工作。
2、本專利技術(shù)的第一個目的為提供一種基于three?js
3、本專利技術(shù)提供的技術(shù)方案如下：
4、一種基于three?js的大腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)三維可視化方法，包括如下步驟：
5、獲取數(shù)據(jù)，其中，所述數(shù)據(jù)包括神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)和神經(jīng)元節(jié)點數(shù)據(jù)；
6、分別將所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)和所述神經(jīng)元節(jié)點數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為渲染三維大腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)所需的數(shù)據(jù)格式；
7、通過three?js根據(jù)所述數(shù)據(jù)格式渲染三維大腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。
8、優(yōu)選地，所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)為swc格式，所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)屬性包括：間隔標識符、神經(jīng)元類型、x坐標、y坐標、z坐標、半徑和父節(jié)點。
9、優(yōu)選地，所述神經(jīng)元節(jié)點數(shù)據(jù)為gml格式，所述神經(jīng)元節(jié)點數(shù)據(jù)屬性為x坐標、y坐標、z坐標、流、超類、類型、腦區(qū)、激活狀態(tài)和唯一標識碼。
10、優(yōu)選地，所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的文件名為唯一標識碼，且與所述神經(jīng)元節(jié)點數(shù)據(jù)的唯一標識碼對應(yīng)。
11、優(yōu)選地，所述分別將所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)和所述神經(jīng)元節(jié)點數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為渲染三維大腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)所需的數(shù)據(jù)格式，具體包括：
12、使用mysql建立神經(jīng)元節(jié)點數(shù)據(jù)庫，將所述神經(jīng)元節(jié)點數(shù)據(jù)逐條輸入所述神經(jīng)元節(jié)點數(shù)據(jù)庫建立node表；
13、遍歷所有神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)文件，根據(jù)所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的唯一標識碼和所述node表進行匹配，并根據(jù)所述node表的神經(jīng)元類型進行分表，按照不同神經(jīng)元類型將所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)逐條輸入所述神經(jīng)元節(jié)點數(shù)據(jù)庫；
14、使用python語言將所有神經(jīng)元節(jié)點和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分表轉(zhuǎn)換為渲染三維大腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)所需的數(shù)據(jù)格式。
15、優(yōu)選地，所述通過three?js根據(jù)所述數(shù)據(jù)格式渲染三維大腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，具體包括：
16、通過three?js根據(jù)所述數(shù)據(jù)格式在scene場景中渲染三維大腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。
17、優(yōu)選地，所述通過three?js根據(jù)所述數(shù)據(jù)格式渲染三維大腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)之后，還包括：
18、采用webgl技術(shù)對三維大腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進行渲染。
19、本專利技術(shù)的第二個目的為提供一種基于three?js的大腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)三維可視化系統(tǒng)；
20、本專利技術(shù)提供的技術(shù)方案如下：
21、一種基于three?js的大腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)三維可視化系統(tǒng)，包括：獲取模塊、轉(zhuǎn)換模塊和渲染模塊；
22、所述轉(zhuǎn)換模塊分別與所述獲取模塊和所述渲染模塊連接；
23、所述獲取模塊，用于獲取數(shù)據(jù)，其中，所述數(shù)據(jù)包括神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)和神經(jīng)元節(jié)點數(shù)據(jù)；
24、所述轉(zhuǎn)換模塊，用于分別將所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)和所述神經(jīng)元節(jié)點數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為渲染三維大腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)所需的數(shù)據(jù)格式；
25、所述渲染模塊，用于通過three?js根據(jù)所述數(shù)據(jù)格式渲染三維大腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。
26、本專利技術(shù)的第三個目的為提供一種電子設(shè)備；
27、本專利技術(shù)提供的技術(shù)方案如下：
28、一種電子設(shè)備，包括：
29、至少一個處理器；以及
30、與所述至少一個處理器通信連接的存儲器，所述存儲器存儲有可被所述至少一個處理器執(zhí)行的計算機程序，所述計算機程序被所述至少一個處理器執(zhí)行，以使所述至少一個處理器能夠執(zhí)行一種基于three?js的大腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)三維可視化方法任意一項所述的方法步驟。
31、本專利技術(shù)的第四個目的為提供一種計算機可讀存儲介質(zhì)；
32、本專利技術(shù)提供的技術(shù)方案如下：
33、一種計算機可讀存儲介質(zhì)，所述存儲介質(zhì)用于存儲計算機程序，所述計算機程序用于使計算機執(zhí)行一種基于three?js的大腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)三維可視化方法任意一項所述的方法步驟。
34、本專利技術(shù)提供的一種基于three?js的大腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)三維可視化方法，包括如下步驟：獲取數(shù)據(jù)，其中，所述數(shù)據(jù)包括神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)和神經(jīng)元節(jié)點數(shù)據(jù)；分別將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)和神經(jīng)元節(jié)點數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為渲染三維大腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)所需的數(shù)據(jù)格式；通過three?js根據(jù)數(shù)據(jù)格式渲染三維大腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)；本方法通過利用threejs技術(shù)實現(xiàn)了在瀏覽器端高效、流暢地展示和交互大腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的功能，包括了視角移動縮放，時序節(jié)點切換，腦區(qū)顯隱控制，激活結(jié)果分析，渲染性能消耗實時顯示和配色方案個性化定制等功能模塊，以便研究人員開展神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和神經(jīng)元節(jié)點算法測試和可視化實驗，了解腦部不同神經(jīng)組織結(jié)構(gòu)的功能，更高效地開展科研工作。
35、本專利技術(shù)還提供了一種基于three?js的大腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)三維可視化系統(tǒng)，由于該系統(tǒng)與該基于three?js的大腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)三維可視化方法解決相同的技術(shù)問題，屬于相同的技術(shù)構(gòu)思，理應(yīng)具有相同的有益效果，在此不再贅述。
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1.一種基于Three?JS的大腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)三維可視化方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于Three?JS的大腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)三維可視化方法，其特征在于，所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)為SWC格式，所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)屬性包括：間隔標識符、神經(jīng)元類型、x坐標、y坐標、z坐標、半徑和父節(jié)點。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于Three?JS的大腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)三維可視化方法，其特征在于，所述神經(jīng)元節(jié)點數(shù)據(jù)為GML格式，所述神經(jīng)元節(jié)點數(shù)據(jù)屬性為x坐標、y坐標、z坐標、流、超類、類型、腦區(qū)、激活狀態(tài)和唯一標識碼。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于Three?JS的大腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)三維可視化方法，其特征在于，所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的文件名為唯一標識碼，且與所述神經(jīng)元節(jié)點數(shù)據(jù)的唯一標識碼對應(yīng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于Three?JS的大腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)三維可視化方法，其特征在于，所述分別將所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)和所述神經(jīng)元節(jié)點數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為渲染三維大腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)所需的數(shù)據(jù)格式，具體包括：
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于Three?JS的大腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)三維可視化方法，其特
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于Three?JS的大腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)三維可視化方法，其特征在于，所述通過Three?JS根據(jù)所述數(shù)據(jù)格式渲染三維大腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)之后，還包括：
8.一種基于Three?JS的大腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)三維可視化系統(tǒng)，其特征在于，包括：獲取模塊、轉(zhuǎn)換模塊和渲染模塊；
9.一種電子設(shè)備，其特征在于，包括：
10.一種計算機可讀存儲介質(zhì)，其特征在于，所述存儲介質(zhì)用于存儲計算機程序，所述計算機程序用于使計算機執(zhí)行權(quán)利要求1-7任意一項所述的方法。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種基于three?js的大腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)三維可視化方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于three?js的大腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)三維可視化方法，其特征在于，所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)為swc格式，所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)屬性包括：間隔標識符、神經(jīng)元類型、x坐標、y坐標、z坐標、半徑和父節(jié)點。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于three?js的大腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)三維可視化方法，其特征在于，所述神經(jīng)元節(jié)點數(shù)據(jù)為gml格式，所述神經(jīng)元節(jié)點數(shù)據(jù)屬性為x坐標、y坐標、z坐標、流、超類、類型、腦區(qū)、激活狀態(tài)和唯一標識碼。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于three?js的大腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)三維可視化方法，其特征在于，所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的文件名為唯一標識碼，且與所述神經(jīng)元節(jié)點數(shù)據(jù)的唯一標識碼對應(yīng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于three?js的大腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)三維可視化...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：呂欣，楊鵬程，張笑宇，馮家偉，
申請(專利權(quán))人：中國人民解放軍國防科技大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：
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