本公開涉及神經(jīng)科學(xué)、生物醫(yī)學(xué)成像，具體涉及一種數(shù)據(jù)同步方法及裝置、存儲(chǔ)介質(zhì)及電子設(shè)備。

背景技術(shù)：

1、神經(jīng)信號(hào)與行為動(dòng)作的相關(guān)關(guān)系是神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域的重要研究課題。研究人員通常會(huì)采用腦電圖、肌電圖、行為測(cè)試等，來(lái)記錄和分析神經(jīng)信號(hào)和行為動(dòng)作的變化。這些數(shù)據(jù)可以幫助研究人員理解神經(jīng)信號(hào)和行為動(dòng)作之間的因果關(guān)系，以及在特定環(huán)境下的相互作用關(guān)系。

2、在采集實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的神經(jīng)元信號(hào)和行為學(xué)數(shù)據(jù)時(shí)，會(huì)在動(dòng)物行為學(xué)裝置內(nèi)設(shè)置一顆led。當(dāng)開始一次實(shí)驗(yàn)的時(shí)候，同時(shí)點(diǎn)亮led，并通過led的點(diǎn)亮?xí)r間來(lái)匹配行為學(xué)視頻和圖像數(shù)據(jù)的起始時(shí)刻。當(dāng)有人為激勵(lì)事件（如電刺激）產(chǎn)生時(shí)，也點(diǎn)亮led，用此來(lái)表示在行為學(xué)視頻中激勵(lì)事件的發(fā)生時(shí)刻。但行為學(xué)視頻中，led點(diǎn)亮與圖像數(shù)據(jù)起始通常是有延遲的，再者led亮通常有一個(gè)短暫的持續(xù)時(shí)間，多個(gè)過程都會(huì)引入同步誤差，神經(jīng)信號(hào)與行為學(xué)視頻的匹配精度差。

3、此外，相關(guān)技術(shù)中的部分行為學(xué)裝置（例如，電刺激裝置）中會(huì)在動(dòng)作發(fā)生時(shí)同步地生成時(shí)間標(biāo)識(shí)。但是由于多個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置之間時(shí)鐘不同源，實(shí)驗(yàn)裝置各自生成的時(shí)間標(biāo)識(shí)會(huì)造成累積誤差，影響數(shù)據(jù)同步的匹配精度。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本公開實(shí)施例提供了一種數(shù)據(jù)同步方法及裝置、存儲(chǔ)介質(zhì)及電子設(shè)備。

2、第一方面，本公開一實(shí)施例提供了一種數(shù)據(jù)同步方法，應(yīng)用于第一設(shè)備，第一設(shè)備與第二設(shè)備信號(hào)連接，該方法包括：獲取當(dāng)前時(shí)間，并基于當(dāng)前時(shí)間校準(zhǔn)第一設(shè)備的時(shí)鐘；獲取目標(biāo)實(shí)驗(yàn)生物對(duì)應(yīng)的多個(gè)同步信號(hào)，多個(gè)同步信號(hào)對(duì)應(yīng)于多個(gè)待同步數(shù)據(jù)，其中，多個(gè)同步信號(hào)中包括微型化雙光子顯微鏡的采集起始信號(hào)和行為學(xué)相機(jī)的曝光信號(hào)，多個(gè)待同步數(shù)據(jù)用于表征目標(biāo)實(shí)驗(yàn)生物的體征，多個(gè)待同步數(shù)據(jù)中包括目標(biāo)實(shí)驗(yàn)生物的雙光子圖像數(shù)據(jù)和目標(biāo)實(shí)驗(yàn)生物的行為學(xué)視頻數(shù)據(jù)；基于第一設(shè)備的時(shí)鐘，確定多個(gè)同步信號(hào)各自對(duì)應(yīng)的時(shí)間標(biāo)識(shí)信息；將多個(gè)同步信號(hào)各自對(duì)應(yīng)的時(shí)間標(biāo)識(shí)信息輸出至第二設(shè)備，以便第二設(shè)備基于多個(gè)同步信號(hào)各自對(duì)應(yīng)的時(shí)間標(biāo)識(shí)信息進(jìn)行多個(gè)待同步數(shù)據(jù)之間的同步配準(zhǔn)。

3、結(jié)合第一方面，在第一方面的某些實(shí)現(xiàn)方式中，基于第一設(shè)備的時(shí)鐘，確定多個(gè)同步信號(hào)各自對(duì)應(yīng)的時(shí)間標(biāo)識(shí)信息，包括：分別確定多個(gè)同步信號(hào)的多個(gè)發(fā)生標(biāo)識(shí)，其中，發(fā)生標(biāo)識(shí)對(duì)應(yīng)于微型化雙光子顯微鏡的一次采集或者行為學(xué)相機(jī)的一次曝光；基于第一設(shè)備的時(shí)鐘，分別確定多個(gè)發(fā)生標(biāo)識(shí)各自的生成時(shí)間，并將生成時(shí)間作為發(fā)生標(biāo)識(shí)對(duì)應(yīng)的時(shí)間標(biāo)識(shí)信息。

4、結(jié)合第一方面，在第一方面的某些實(shí)現(xiàn)方式中，同步信號(hào)為ttl電平信號(hào)，分別確定多個(gè)同步信號(hào)的多個(gè)發(fā)生標(biāo)識(shí)，包括：當(dāng)同步信號(hào)的上升沿到來(lái)時(shí)，中斷當(dāng)前正在執(zhí)行的程序；生成上升沿對(duì)應(yīng)的發(fā)生標(biāo)識(shí)。

5、結(jié)合第一方面，在第一方面的某些實(shí)現(xiàn)方式中，將多個(gè)同步信號(hào)各自對(duì)應(yīng)的時(shí)間標(biāo)識(shí)信息輸出至第二設(shè)備，包括：基于第一設(shè)備的內(nèi)存和微型化雙光子顯微鏡的采集頻率和/或行為學(xué)相機(jī)的曝光頻率，確定時(shí)間標(biāo)識(shí)信息的上報(bào)周期；緩存上報(bào)周期內(nèi)的時(shí)間標(biāo)識(shí)信息和時(shí)間標(biāo)識(shí)信息對(duì)應(yīng)的發(fā)生標(biāo)識(shí)；分別將每個(gè)上報(bào)周期內(nèi)緩存的時(shí)間標(biāo)識(shí)信息和發(fā)生標(biāo)識(shí)打包并輸出至第二設(shè)備。

6、第二方面，本公開一實(shí)施例提供了一種數(shù)據(jù)同步方法，應(yīng)用于第二設(shè)備，第二設(shè)備與第一設(shè)備信號(hào)連接，該方法包括：獲取第一設(shè)備發(fā)送的目標(biāo)實(shí)驗(yàn)生物對(duì)應(yīng)的多個(gè)同步信號(hào)各自對(duì)應(yīng)的時(shí)間標(biāo)識(shí)信息，多個(gè)同步信號(hào)對(duì)應(yīng)于多個(gè)待同步數(shù)據(jù)，其中，多個(gè)同步信號(hào)中包括微型化雙光子顯微鏡的采集起始信號(hào)和行為學(xué)相機(jī)的曝光信號(hào)，多個(gè)待同步數(shù)據(jù)用于表征目標(biāo)實(shí)驗(yàn)生物的體征，多個(gè)待同步數(shù)據(jù)中包括目標(biāo)實(shí)驗(yàn)生物的雙光子圖像數(shù)據(jù)和目標(biāo)實(shí)驗(yàn)生物的行為學(xué)視頻數(shù)據(jù)；獲取多個(gè)同步信號(hào)對(duì)應(yīng)的多個(gè)待同步數(shù)據(jù)；基于多個(gè)同步信號(hào)各自對(duì)應(yīng)的時(shí)間標(biāo)識(shí)信息，進(jìn)行多個(gè)待同步數(shù)據(jù)之間的同步配準(zhǔn)。其中，多個(gè)同步信號(hào)各自對(duì)應(yīng)的時(shí)間標(biāo)識(shí)信息是第一設(shè)備基于第一方面的方法生成的。

7、結(jié)合第二方面，在第二方面的某些實(shí)現(xiàn)方式中，基于多個(gè)同步信號(hào)各自對(duì)應(yīng)的時(shí)間標(biāo)識(shí)信息，進(jìn)行多個(gè)待同步數(shù)據(jù)之間的同步配準(zhǔn)，包括：基于多個(gè)同步信號(hào)各自對(duì)應(yīng)的時(shí)間標(biāo)識(shí)信息，分別確定雙光子圖像數(shù)據(jù)的采集時(shí)間，以及行為學(xué)視頻數(shù)據(jù)中每個(gè)視頻幀的曝光時(shí)間；基于雙光子圖像數(shù)據(jù)的采集時(shí)間，將雙光子圖像數(shù)據(jù)按照時(shí)間順序排列；將雙光子圖像數(shù)據(jù)與時(shí)間上最接近的視頻幀進(jìn)行關(guān)聯(lián)，以便確定雙光子圖像數(shù)據(jù)與行為學(xué)視頻數(shù)據(jù)中的視頻幀之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

8、第三方面，本公開一實(shí)施例提供了一種數(shù)據(jù)同步裝置，應(yīng)用于第一設(shè)備，第一設(shè)備與第二設(shè)備信號(hào)連接，該裝置包括：第一獲取模塊，用于獲取當(dāng)前時(shí)間，并基于當(dāng)前時(shí)間校準(zhǔn)第一設(shè)備的時(shí)鐘；第二獲取模塊，用于獲取目標(biāo)實(shí)驗(yàn)生物對(duì)應(yīng)的多個(gè)同步信號(hào)，多個(gè)同步信號(hào)對(duì)應(yīng)于多個(gè)待同步數(shù)據(jù)，其中，多個(gè)同步信號(hào)中包括微型化雙光子顯微鏡的采集起始信號(hào)和行為學(xué)相機(jī)的曝光信號(hào)，多個(gè)待同步數(shù)據(jù)用于表征目標(biāo)實(shí)驗(yàn)生物的體征，多個(gè)待同步數(shù)據(jù)中包括目標(biāo)實(shí)驗(yàn)生物的雙光子圖像數(shù)據(jù)和目標(biāo)實(shí)驗(yàn)生物的行為學(xué)視頻數(shù)據(jù)；確定模塊，用于基于第一設(shè)備的時(shí)鐘，確定多個(gè)同步信號(hào)各自對(duì)應(yīng)的時(shí)間標(biāo)識(shí)信息；輸出模塊，用于將多個(gè)同步信號(hào)各自對(duì)應(yīng)的時(shí)間標(biāo)識(shí)信息輸出至第二設(shè)備，以便第二設(shè)備基于多個(gè)同步信號(hào)各自對(duì)應(yīng)的時(shí)間標(biāo)識(shí)信息進(jìn)行多個(gè)待同步數(shù)據(jù)之間的同步配準(zhǔn)。

9、第四方面，本公開一實(shí)施例提供了一種數(shù)據(jù)同步裝置，應(yīng)用于第二設(shè)備，第二設(shè)備與第一設(shè)備信號(hào)連接，該裝置包括：第一獲取模塊，用于獲取第一設(shè)備發(fā)送的目標(biāo)實(shí)驗(yàn)生物對(duì)應(yīng)的多個(gè)同步信號(hào)各自對(duì)應(yīng)的時(shí)間標(biāo)識(shí)信息，多個(gè)同步信號(hào)對(duì)應(yīng)于多個(gè)待同步數(shù)據(jù)，其中，多個(gè)同步信號(hào)中包括微型化雙光子顯微鏡的采集起始信號(hào)和行為學(xué)相機(jī)的曝光信號(hào)，多個(gè)待同步數(shù)據(jù)用于表征目標(biāo)實(shí)驗(yàn)生物的體征，多個(gè)待同步數(shù)據(jù)中包括目標(biāo)實(shí)驗(yàn)生物的雙光子圖像數(shù)據(jù)和目標(biāo)實(shí)驗(yàn)生物的行為學(xué)視頻數(shù)據(jù)；第二獲取模塊，用于獲取多個(gè)同步信號(hào)對(duì)應(yīng)的多個(gè)待同步數(shù)據(jù)；配準(zhǔn)模塊，用于基于多個(gè)同步信號(hào)各自對(duì)應(yīng)的時(shí)間標(biāo)識(shí)信息，進(jìn)行多個(gè)待同步數(shù)據(jù)之間的同步配準(zhǔn)。

10、第五方面，本公開一實(shí)施例提供了一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，其特征在于，計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)第一方面和第二方面的數(shù)據(jù)同步方法。

11、第六方面，本公開一實(shí)施例提供了一種電子設(shè)備，包括：多個(gè)輸入接口，用于接入多個(gè)同步信號(hào)；處理器，用于實(shí)現(xiàn)第一方面的數(shù)據(jù)同步方法；通信接口，用于與外部計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。

12、在本公開實(shí)施例中，基于同步信號(hào)確定待同步數(shù)據(jù)的生成時(shí)間，能夠避免人為因素造成的時(shí)間誤差；同時(shí)，基于同一時(shí)鐘分別確定每一單位的待同步數(shù)據(jù)的生成時(shí)間，能夠?qū)崿F(xiàn)每一單位數(shù)據(jù)的同步配準(zhǔn)，避免配準(zhǔn)過程中出現(xiàn)累積誤差。因此，本公開實(shí)施例提供的數(shù)據(jù)同步方法能夠?qū)崿F(xiàn)多個(gè)待同步數(shù)據(jù)間高精度的同步配準(zhǔn)。

技術(shù)特征：

1.一種數(shù)據(jù)同步方法，其特征在于，應(yīng)用于第一設(shè)備，所述第一設(shè)備與第二設(shè)備信號(hào)連接，所述方法包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述第一設(shè)備的時(shí)鐘，確定所述多個(gè)同步信號(hào)各自對(duì)應(yīng)的時(shí)間標(biāo)識(shí)信息，包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述同步信號(hào)為ttl電平信號(hào)，所述分別確定所述多個(gè)同步信號(hào)的多個(gè)發(fā)生標(biāo)識(shí)，包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述將所述多個(gè)同步信號(hào)各自對(duì)應(yīng)的時(shí)間標(biāo)識(shí)信息輸出至所述第二設(shè)備，包括：

5.一種數(shù)據(jù)同步方法，其特征在于，應(yīng)用于第二設(shè)備，所述第二設(shè)備與第一設(shè)備信號(hào)連接，所述方法包括：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述基于所述多個(gè)同步信號(hào)各自對(duì)應(yīng)的時(shí)間標(biāo)識(shí)信息，進(jìn)行所述多個(gè)待同步數(shù)據(jù)之間的同步配準(zhǔn)，包括：

7.一種數(shù)據(jù)同步裝置，其特征在于，應(yīng)用于第一設(shè)備，所述第一設(shè)備與第二設(shè)備信號(hào)連接，所述裝置包括：

8.一種數(shù)據(jù)同步裝置，其特征在于，應(yīng)用于第二設(shè)備，所述第二設(shè)備與第一設(shè)備信號(hào)連接，所述裝置包括：

9.一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1至6任一項(xiàng)所述的數(shù)據(jù)同步方法。

10.一種電子設(shè)備，其特征在于，包括：

技術(shù)總結(jié)
本公開提供了一種數(shù)據(jù)同步方法及相關(guān)設(shè)備，涉及神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域、生物醫(yī)學(xué)成像。該方法包括：獲取當(dāng)前時(shí)間，并基于當(dāng)前時(shí)間校準(zhǔn)第一設(shè)備的時(shí)鐘；獲取目標(biāo)實(shí)驗(yàn)生物對(duì)應(yīng)的多個(gè)同步信號(hào)，多個(gè)同步信號(hào)對(duì)應(yīng)于多個(gè)待同步數(shù)據(jù)，其中，多個(gè)同步信號(hào)中包括微型化雙光子顯微鏡的采集起始信號(hào)和行為學(xué)相機(jī)的曝光信號(hào)，多個(gè)待同步數(shù)據(jù)用于表征目標(biāo)實(shí)驗(yàn)生物的體征，多個(gè)待同步數(shù)據(jù)中包括目標(biāo)實(shí)驗(yàn)生物的雙光子圖像數(shù)據(jù)和目標(biāo)實(shí)驗(yàn)生物的行為學(xué)視頻數(shù)據(jù)；基于第一設(shè)備的時(shí)鐘，確定多個(gè)同步信號(hào)各自對(duì)應(yīng)的時(shí)間標(biāo)識(shí)信息；將多個(gè)同步信號(hào)各自對(duì)應(yīng)的時(shí)間標(biāo)識(shí)信息輸出至第二設(shè)備，以便第二設(shè)備基于多個(gè)同步信號(hào)各自對(duì)應(yīng)的時(shí)間標(biāo)識(shí)信息進(jìn)行多個(gè)待同步數(shù)據(jù)之間的同步配準(zhǔn)。

技術(shù)研發(fā)人員：胡炎輝,吳潤(rùn)龍,程和平
受保護(hù)的技術(shù)使用者：北京大學(xué)分子醫(yī)學(xué)南京轉(zhuǎn)化研究院
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/19