动物机器人研究领域目前已成为备受瞩目的前沿多学科交叉领域,它以动物为载体,利用脑控技术,即在动物脑运动功能区植入电极,使其能够按照人类的意愿或指令代替人类在恶劣或危险的环境下完成相关工作。研究表明,脑图谱是能够提供脑运动神经核团位置信息和功能信息的重要工具,因而在动物机器人控制方面具有重要作用。本研究以鲤鱼为研究对象,根据鲤鱼颅骨结构特点确定头部与躯干交界处第一片鱼鳞后缘中点作为坐标原点,在此基础上建立脑部三维坐标系,结合脑立体定位仪可以直观的确定脑组织在颅腔内的空间位置;通过心脏灌流技术对脑标本进行前固定,固定后的脑标本形态完整、结构整齐;制作脑组织石蜡切片,应用HE染色法染色,使用体视显微镜与PC机进行图像采集,得到鲤鱼脑组织切片彩色图像。在图像分割方面,本研究建立了鲤鱼脑组织形态到染色脑切片颜色信息的映射关系,利用亮度差异分割神经元区域与神经元、神经纤维混合区域;利用色度差异分割密集神经纤维区域与神经元、神经纤维混合区域,从而获得清晰的分割图像。在图像配准方面,本研究结合鲤鱼脑组织切片图像,对不同脑区配准算法进行了深入研究。运用基于内部特征点的配准算法对小脑冠状切片图像进行配准;运用基于边缘特征点的配准算法对间脑、中脑和小脑瓣冠状切片图像进行配准;运用基于边缘特征点的配准算法对间脑、中脑和小脑轴状切片图像进行配准,配准结果能够达到配准要求。设计GUI界面,将涉及到的图像处理程序与分割、配准算法集合起来,使得图像处理操作更具直观性、整体性和系统性。在三维图像重建方面,本研究选择VTK三维可视化工具箱,分别应用移动立方体算法和光线投射算法对鲤鱼脑组织主要神经核团集中区域进行了表面重建和体绘制,又借助3D-DOCTOR三维图像建模系统对间脑、中脑和小脑瓣内部神经核团进行重建,为鲤鱼脑图谱的构建奠定了工作基础。