动物软件技术文档规范与实施指南
1. 系统概述
动物软件是一类专注于动物行为学实验分析、数据采集及管理的专业化工具，广泛应用于神经药理研究、认知功能评估、药物毒性测试等领域。其核心功能包括动物运动轨迹跟踪、行为特征识别、数据可视化及多维度统计分析。例如，KEMaze动物行为分析软件通过自主研发的跟踪算法，可实时捕捉实验动物（如小鼠、斑马鱼）的运动路径，并生成轨迹图、热力图及行为参数报告。此类软件不仅提升了实验效率，还通过标准化分析减少了人为误差，为科研决策提供了可靠依据。
2. 功能模块
动物软件通常采用模块化设计，以适应不同实验场景需求：
基础分析模块：支持常规指标统计（总路程、静止时间、区域进入次数等），适用于旷场实验、高架十字迷宫等基础行为学测试。
高级识别模块：如SMART 3.0的“三点识别技术”（Triwise），可精准捕捉动物头部、躯干及尾部的动作，用于分析旋转（Rotation）、站立（Rearing）等复杂行为。
多区域并行处理模块：支持同时追踪多个实验区域，适用于斑马鱼多孔板实验或群体社交行为研究，最高可处理100个独立区域的数据。
数据导出与可视化模块：提供Excel表格、轨迹图及热图的批量导出功能，支持分时段统计和自定义图表生成。
3. 使用说明
3.1 实验配置
1. 硬件连接：
摄像头需支持1080P及以上分辨率，帧率不低于30fps，确保动态捕捉精度。
触发设备（如自动门、电极刺激器）可通过SMART-I/O模块与软件联动，实现实验流程自动化。
2. 软件参数设置：
识别算法选择：根据实验环境选择灰度法、动态背景法或高斯背景法，复杂光照条件下推荐动态背景法。
阈值调整：动物不动阈值（1-300mm/s）、头部探索时间阈值（1-1000ms）需根据物种特性校准。
3.2 操作流程
1. 实验设计：
在软件界面绘制自定义实验区域（如水迷宫圆形池、T迷宫分支路径），并命名各区域以便后续分析。
2. 数据采集：
启动实时录制或导入预录视频，软件自动生成轨迹并计算参数（如潜伏期、路程百分比）。
3. 结果分析：
使用热图功能直观呈现动物活动热点，结合分时段统计功能（1-3600s）分析行为随时间的变化规律。
4. 配置要求
4.1 硬件环境
| 组件 | 最低配置 | 推荐配置 |
| 操作系统 | Windows 7 64位 | Windows 10 64位 |
| 处理器 | Intel i5 四核 2.4GHz | Intel i7 六核 3.0GHz |
| 内存 | 8GB DDR4 | 16GB DDR4 |
| 存储 | 256GB SSD（视频缓存用） | 512GB NVMe SSD |
| 显卡 | NVIDIA GTX 1050 | NVIDIA RTX 3060 |
| 摄像头 | 1080P USB 3.0 | 4K HDMI 工业相机 |
4.2 软件环境
依赖库：OpenCV 4.5+（图像处理）、FFmpeg（视频编解码）。
兼容性：支持Python 3.8+脚本扩展，或通过Java API与第三方分析工具集成。
5. 注意事项
1. 数据校准：首次使用前需通过标准参照物（如已知尺寸标定板）进行空间比例校准，避免轨迹失真。
2. 版本管理：建议采用Git等工具对实验配置文件和结果数据做版本控制，确保可追溯性。
3. 合规：需遵循《中华人民共和国野生动物保护法》相关规定，确保实验动物福利及操作合法性。
6. 应用案例
认知研究：通过Morris水迷宫模块分析小鼠空间学习能力，软件自动计算逃逸潜伏期及目标象限停留时间。
焦虑评估：利用高架十字迷宫实验，结合SMART-GA模块的活动量分析功能，量化动物开放臂探索行为。
药物测试：在条件位置偏爱（CPP）实验中，统计动物在药物配对区域的停留时间，评估成瘾性。
7. 技术支持与维护
远程协助：提供实时屏幕共享及日志分析服务，快速定位问题（如轨迹偏移、识别失效）。
定期更新：每季度发布算法优化包（如改进动态背景抗干扰能力），用户可通过内建升级工具一键安装。
通过规范化的技术文档编写（参照GJB438C及《中文技术文档写作规范》），动物软件的用户能够高效掌握其核心功能与操作流程，同时为科研数据的可重复性及合规性提供保障。
