Cómo utilizar Kinovea para capturar/grabar, medir y anotar imágenes con cámaras de visión por máquina

Kinovea se utiliza en muchos mercados como:

• deportes (seguimiento del movimiento de los atletas para mejorar la técnica de los deportistas)
• laboratorios (análisis de imágenes realizadas por un microscopio)
• automatización industrial (utiliza la función de cámara lenta para depurar problemas mecánicos en una máquina)

Este artículo es una guía paso a paso que explica cómo instalar Kinovea en tu dispositivo, configurar los parámetros de grabación y realizar mediciones y anotaciones básicas.

Ten en cuenta que VA Imaging no proporciona soporte adicional para Kinovea. Para soporte, por favor contacta a Kinovea.

Paso 1: Instala Kinovea y el plugin Daheng

Para instalar el software Kinovea, ve a la página de descargas de Kinovea e instala tanto Kinovea como el plugin Daheng.

Abre el archivo readme.txt y sigue las instrucciones.

Paso 2: Adquiere imágenes desde la cámara

¿Aún necesitas ayuda para seleccionar la cámara adecuada para esta aplicación? Por favor, completa el siguiente formulario.

Después de instalar Kinovea y el plugin requerido, puedes comenzar a capturar imágenes en vivo. Haz doble clic en el nombre de la cámara. Deberías obtener la imagen en vivo de tu cámara.


Para cambiar los parámetros de la cámara, haz clic en la pequeña llave inglesa en la esquina inferior izquierda



Ahora verás una ventana emergente con los parámetros de la cámara

Paso 3: Captura una imagen o graba un video en Kinovea

Ahora estás listo para grabar videos o guardar imágenes individuales. En la barra de herramientas inferior, tienes varias opciones.
Para capturar una sola imagen, haz clic en el icono de la cámara de fotos debajo de la pantalla de captura.
Para grabar un video, haz clic en el punto rojo debajo de la pantalla de captura.



Para cambiar los parámetros predeterminados de captura / grabación, vaya a opciones -> preferencias->Captura. Para más información sobre cómo configurar los parámetros de captura perfectos, consulte el apéndice 1, configuración avanzada de captura de video y el párrafo de grabación a alta velocidad al final de este artículo.

Paso 4: reproducción (lenta) de movimiento

Kinovea se utiliza comúnmente para reproducir grabaciones de alta velocidad en cámara lenta. Al reproducir un video grabado, puede usar este menú para controlar la velocidad de reproducción, medir el tiempo y tomar capturas de pantalla.


También puede encontrar más información en el sitio web de Kinovea:
https://www.kinovea.org/help/en/userinterface/preferences/capture.html
https://www.kinovea.org/help/en/capture/recording.html#performances

Paso 5: anotación de una imagen / video grabado

En Kinovea es posible anotar imágenes y videos. Aquí un resumen de los ejemplos de anotación más utilizados:

Ejemplo 1: medición de distancias en una superficie paralela

Gracias a las excelentes herramientas de anotación integradas en Kinovea, es posible medir distancias. Para medir líneas en su imagen adquirida, primero dibuje una línea usando el botón de línea marcado en amarillo abajo.



Luego haga clic izquierdo en la línea, seleccione Mostrar medida -> Longitud. Ahora se muestra la longitud en píxeles.



Para obtener la medición exacta en milímetros, necesita una regla o un objeto cuyo tamaño conozca en su imagen. Coloque el objeto en su imagen y dibuje una línea cuya longitud conozca (como se muestra en la imagen a continuación).



Sabemos que esta línea mide exactamente 26 centímetros. Hacemos clic izquierdo en la línea y vamos a calibrar. Aquí introducimos la longitud real de la línea (en nuestro caso 26 centímetros) y hacemos clic en aplicar. Ahora, cada línea que dibujemos a partir de este punto se mostrará en centímetros y podemos comenzar a medir objetos en nuestras imágenes. Esta calibración de línea solo funciona en planos 2D que sean paralelos a la cámara.

Ejemplo 2, medición de distancia en una superficie no paralela

Para calibrar superficies o planos 3D no paralelos, necesitamos colocar una cuadrícula sobre un plano con dimensiones conocidas. Para ello, haga clic en el icono de cuadrícula, marcado en amarillo abajo, y coloque la cuadrícula en la posición correcta.



Haga clic izquierdo en una esquina y abra el menú de calibración.

Introduzca las dimensiones del plano y haga clic en “Aplicar”.

Ahora puede medir la distancia con líneas incluso si tienen cierta profundidad. Para explicaciones más detalladas o aplicaciones más complejas, consulte la documentación de Kinovea.

Mecanismos de calibración — documentación de Kinovea 0.9.5

Ejemplo 3: seguimiento y medición de movimiento

Para comenzar a rastrear un objeto en movimiento en un video grabado, haga clic derecho sobre el objeto y seleccione track path. El seguimiento se realizará automáticamente pero puede ser ajustado en cualquier momento. Para ello, simplemente use el botón de fotograma “Siguiente” o la rueda del ratón y ajuste el punto de seguimiento fotograma a fotograma.



El rectángulo interior es la ventana del objeto y el rectángulo exterior es la ventana de búsqueda. Cuando el seguimiento automatizado falla, corríjalo arrastrando la ventana del objeto a la ubicación correcta. Cuando se reanude el seguimiento, usará este punto como referencia.



También puede rastrear ángulos, líneas o modelos, haciendo clic derecho sobre la línea, ángulo o modelo y luego seleccionando Seguimiento > Iniciar seguimiento. El procedimiento de corrección permanece igual.

¿Cómo realizar grabaciones a alta velocidad?

Kinovea es ideal para la grabación de vídeo de alta velocidad en periodos cortos. Sin embargo, para realizar grabaciones a alta velocidad es importante ajustar la configuración para obtener el mejor rendimiento. Cuando el procesamiento de la grabación (el PC) no es lo suficientemente rápido para procesar las imágenes de la cámara, se pierden imágenes. Estas imágenes perdidas pueden corromper las mediciones de tiempo realizadas sobre el vídeo de salida, ya que requieren una velocidad de fotogramas estable.
Puede ver las imágenes perdidas de su grabación en la barra de información en la parte superior.


Si tiene demasiadas pérdidas, debe encontrar el cuello de botella en su sistema y optimizar la configuración de grabación en Kinovea.
El primer paso es comprobar si el cuello de botella es la CPU o la velocidad de escritura del disco duro. Evite utilizar la unidad del sistema como destino de almacenamiento, ya que ya está ocupada ejecutando su sistema operativo.

Grabar y guardar vídeos siempre será un compromiso entre memoria/almacenamiento y velocidad. Si, por ejemplo, dispone de un búfer grande, puede aumentar el tamaño del búfer y utilizar el modo de grabación “Retroactiva”; esto debería evitar pérdidas, pero al mismo tiempo aumentará el uso de memoria.
No existe una solución general sobre qué configuración es la mejor. Debe probar diferentes configuraciones y ver cuál funciona mejor.
Por favor, consulte los apéndices 1 y 2 para saber cómo puede ajustar los parámetros de Kinovea para aumentar el rendimiento de grabación a alta velocidad.

¿Alguna pregunta?

¿Aún tiene preguntas después de leer este artículo? Por favor, consulte el sitio web de Kinovea. Para actualizaciones sobre nuevos artículos del centro de conocimiento, asegúrese de seguir nuestra página de LinkedIn.

Apéndice 1: Configuración avanzada de captura de vídeo

En la pestaña general de las preferencias de captura se pueden configurar los siguientes parámetros:

• Grabar vídeo sin comprimir. Cuando esta opción está marcada, los vídeos se graban sin comprimir los fotogramas de vídeo a MP4 primero. Las imágenes sin comprimir contienen más datos, pero no todos los reproductores de vídeo pueden reproducir archivos sin comprimir. Grabar vídeo sin comprimir reduce la potencia de CPU requerida, pero aumenta la velocidad de escritura necesaria en el disco duro.

Cuando esta opción está desmarcada, los fotogramas de vídeo se comprimen a MP4 utilizando configuraciones de alta calidad para mantener la integridad. El vídeo comprimido es más pequeño y puede almacenarse más rápido. Al utilizar imágenes comprimidas, se minimiza la capacidad de almacenamiento y la velocidad de escritura requeridas en el disco duro, pero aumenta la potencia de CPU necesaria.

• Mostrar la velocidad de fotogramas. Esta opción define la frecuencia con la que se actualizan las imágenes de la cámara en la pantalla de captura. Durante la grabación, los recursos del ordenador se comparten entre mostrar el flujo de la cámara y grabarlo en el medio de almacenamiento. Siempre se da la máxima prioridad a la grabación, pero reducir este valor puede ayudar a disminuir la carga general en el ordenador y mejorar el rendimiento de la grabación.
• Formato de imagen. En Kinovea puede guardar imágenes individuales. Aquí define el formato de la imagen guardada.
• Formato de video. La configuración de formato de video establece el formato de la secuencia de video grabada. Elija el formato de video que coincida con el reproductor de video que está utilizando. Recomendamos MP4 para obtener los mejores resultados.
• Formato de video sin comprimir. Si graba en modo sin comprimir, aquí puede seleccionar el formato de video para el video sin comprimir.

El siguiente paso es la pestaña de grabación de las preferencias de captura.  


Los siguientes ajustes se pueden configurar en la pestaña de grabación:

• Modo de grabación y retardo. La opción de modo de grabación determina cómo el sistema de grabación interactúa con el búfer de retardo. Las imágenes de la cámara siempre se colocan en el búfer de retardo. El sistema de grabación toma las imágenes de este búfer para crear un video. Hay 3 opciones:
  • Cámara, al utilizar este modo de grabación, se ignora el valor de retardo establecido en la pantalla de captura. La grabación se realiza en tiempo real, el fotograma guardado es siempre el más reciente enviado por la cámara.
  • Retardado, al utilizar este modo de grabación, se tiene en cuenta el valor de retardo establecido en la pantalla de captura. La grabación se realiza en tiempo real, el fotograma guardado se toma del búfer de retardo según el valor de retardo. Esto se puede utilizar para grabar acciones que ocurren antes del momento en que se presiona o activa el botón de grabar. Esta función es especialmente útil si desea grabar eventos antes de que se presione el botón de grabar. Con esta opción activa, el fotograma guardado se toma del búfer de retardo, según el valor establecido en la pantalla de captura.
  • Retroactivo, al utilizar el modo de grabación, la grabación no se realiza en tiempo real. En su lugar, al finalizar el proceso de grabación, al hacer clic en el botón de detener grabación o cuando se alcanza la duración máxima de grabación, la transmisión de la cámara se pausa, el búfer de retardo se congela y el archivo de video se crea de una sola vez. El valor de retardo se tiene en cuenta para crear la grabación. Este modo ofrece el mejor rendimiento de grabación y minimiza la pérdida de fotogramas, a costa de una longitud máxima reducida para los videos creados y una congelación temporal de la transmisión de la cámara. La longitud máxima de los videos grabados depende del tamaño del búfer de retardo. Esto se puede configurar desde la página de preferencias de Memoria.

Apéndice 2: velocidad de escritura del disco duro para grabación a alta velocidad

La velocidad de escritura de su disco duro es importante para grabar videos. El rendimiento no debe ser superior a la velocidad máxima de escritura de su unidad. Un alto rendimiento resultará en la pérdida de fotogramas. Puede probar la velocidad de escritura con una aplicación de benchmarking gratuita. En la captura de pantalla a continuación tenemos una cámara de 6MP en color a 60fps. Esta cámara requiere un rendimiento de aproximadamente 1100mb/s. Los mejores discos duros SSD ofrecen una velocidad de escritura de aprox. 500mb/s. Por lo tanto, necesitaría 3 SSD en una configuración RAID0.



Para reducir la velocidad de escritura requerida del disco duro, en caso de una cámara a color, podría decidir capturar el vídeo no en RGB sino en formato RAW. El desbayerizado de la imagen se realizará durante la reproducción en lugar de durante la grabación. Como resultado, hay más potencia de procesador disponible para la grabación y el ancho de banda se reduce. Para cambiar esta configuración, abra los parámetros de la cámara y seleccione como formato de flujo Raw, vea la imagen a continuación.



El ancho de banda ahora se ha reducido de 1100mb/s a 368mb/s. Como resultado, no necesitamos tres discos duros SSD, sino solo uno.



Si su disco es lo suficientemente rápido y tiene suficiente almacenamiento, puede grabar vídeos sin comprimir (ver captura de pantalla a continuación). Esto disminuirá la potencia de procesamiento necesaria para la grabación, pero aumentará drásticamente el tamaño del archivo de vídeo. Si esto no es posible, seleccione la grabación comprimida. Requerirá mucha más potencia de procesador y puede causar más pérdida de fotogramas.



Otro parámetro para ajustar y evitar la pérdida de fotogramas es configurar el modo de grabación (ver captura de pantalla a continuación). La grabación retroactiva es la mejor opción si su sistema cumple con los requisitos. Se recomiendan 16 GB de RAM y un buen procesador. Si su ordenador no cumple con esos requisitos, debe elegir la grabación “Cámara” o “Diferida” según sus necesidades. Consulte también el apéndice 1.



Velocidad de fotogramas de reemplazo
La velocidad de fotogramas de reemplazo sobrescribe la velocidad de fotogramas escrita en los metadatos del archivo de salida. Esto influye en la cantidad de recursos necesarios para reproducir el archivo y en la velocidad aparente de la acción.

Una cámara puede ser capaz de producir y transmitir 1000 fotogramas por segundo, pero el ordenador no podrá reproducir el archivo a esa velocidad y el monitor tampoco podrá refrescarse lo suficientemente rápido. Para solucionar este problema, es habitual reducir la velocidad de fotogramas del archivo de salida a una más típica. Los dispositivos de grabación normalmente aplican esta transformación automáticamente. Esto da como resultado un vídeo que parece estar en cámara lenta.

Umbral de reemplazo de velocidad de fotogramas
Esta opción decide a qué velocidad de fotogramas el archivo de salida se cambia a la velocidad de fotogramas de reemplazo inferior.
Si ajusta su umbral a 100FPS y su cámara graba con más de 100fps, el vídeo se almacenará con la velocidad de fotogramas de reemplazo establecida. Esto significa que si abre el vídeo posteriormente, se mostrará en la velocidad de fotogramas de reemplazo guardada y verá el vídeo en cámara lenta.

Consulte la documentación oficial de Kinovea para obtener información más detallada.
Manual de referencia de Kinovea — Documentación de Kinovea 0.9.5