Last updated: 29 November 2024

Hoe Kinovea te gebruiken om beelden vast te leggen/op te nemen, te meten en te annoteren met machine vision camera's

Kinovea is een open-source video-opname-, meet- en annotatietool, ontworpen voor beeldvisualisatie, opname, meting, annotatie en (snelle) bewegingsanalyse. Hiermee kan de gebruiker beweging in video's vastleggen, vergelijken, annoteren en meten. Het kan hogesnelheidscamera's opnemen en de opgenomen video in slow motion afspelen.

Hoe Kinovea te gebruiken om beelden vast te leggen/op te nemen, te meten en te annoteren met machine vision camera's
Kinovea wordt in veel markten gebruikt, zoals:
  • sport (het volgen van de bewegingen van atleten om de atletiektechniek te verbeteren)
  • labs (analyse van beelden gemaakt door een microscoop)
  • industriële automatisering (gebruik de slow-motionfunctie om mechanische problemen met een machine op te lossen)

Dit artikel is een stapsgewijze uitleg waarin wordt uitgelegd hoe u Kinovea op uw apparaat installeert, uw opnameparameters instelt en basismetingen en aantekeningen uitvoert.

Houd er rekening mee dat VA Imaging geen verdere support biedt voor Kinovea. Voor support, neem contact op met Kinovea.

Stap 1: Installeer Kinovea en de Daheng-plug-in

Om de Kinovea-software te installeren, ga naar de Kinovea-downloadpagina en installeer zowel Kinovea als de Daheng plugin.

Open readme.txt en volg de instructies.

Stap 2: Verkrijg afbeeldingen van de camera

Heeft u eerst nog hulp nodig bij het selecteren van de juiste camera voor deze application? Vul alstublieft het onderstaande formulier in.

Na het installeren van Kinovea en de vereiste plugin, kun je beginnen met het vastleggen van live beelden. Dubbelklik op de camera naam. Je zou het live beeld van je camera moeten krijgen.


Om de camera parameters te wijzigen, klik op het kleine moersleuteltje in de linkerbenedenhoek.



U ziet nu een pop-up met de camera parameters.

Stap 3: Maak een afbeelding of neem een ​​video op in Kinovea

U bent nu klaar om video's op te nemen of afzonderlijke afbeeldingen op te slaan. In de onderstaande werkbalk heeft u verschillende opties.
Om een enkele afbeelding vast te leggen, klik op het foto camera pictogram onder het opname scherm.
Om een ​​video op te nemen, klikt u op de rode stip onder het opnamescherm.



Om de standaard vastleg-/opnameparameters te wijzigen, gaat u naar opties -> voorkeuren-> Vastleggen. Voor meer informatie over het instellen van de perfecte opnameparameters, zie bijlage 1, geavanceerde video-opname-instellingen en de paragraaf over opnemen op hoge snelheid aan het einde van dit artikel.

Stap 4: (slow) motion afspelen

Kinovea wordt vaak gebruikt om opnames met hoge snelheid vorige te spelen in slow motion. Bij het vorige spelen van een opgenomen video, kun je dit menu gebruiken om de afspeelsnelheid te regelen, tijd te meten en screenshots te maken.


Meer informatie is ook te vinden op de website van Kinovea:
https://www.kinovea.org/help/en/userinterface/preferences/capture.html
https://www.kinovea.org/help/en/capture/recording.html#performances

Stap 5: annoteren van een opgenomen afbeelding/video

In Kinovea is het mogelijk om afbeeldingen en video te annoteren. Hier een samenvatting van de meest gebruikte annotatievoorbeelden:

Voorbeeld 1: Afstanden meten op een parallel oppervlak

Dankzij de geweldige annotatietools die in Kinovea zijn geïntegreerd, is het mogelijk afstanden te meten. Om lijnen op uw verkregen afbeelding te meten, tekent u eerst een lijn met behulp van de lijnknop die hieronder geel is gemarkeerd.



Klik vervolgens met de linkermuisknop op de lijn en selecteer Weergavemaat -> Lengte. Nu wordt de lengte in pixels weergegeven.



Om de exacte maat in millimeters te krijgen, heb je een liniaal nodig, of een object waarvan je de grootte kent in je afbeelding. Zet het object in je afbeelding en teken een lijn, waarvan je de lengte kent (zoals weergegeven in de afbeelding hieronder).



We weten dat deze lijn precies 26 centimeter lang is. We klikken met de linkermuisknop op de lijn en gaan naar kalibreren. Hier vullen we de werkelijke lengte van de lijn in (in ons geval 26 centimeter) en klikken op toepassen. Nu wordt elke lijn die we vanaf dit punt tekenen weergegeven in centimeters en kunnen we beginnen met het meten van objecten in onze afbeeldingen. Deze lijnkalibratie werkt alleen op 2D-vlakken die parallel zijn aan de camera.



Voorbeeld 2, afstand meten van een niet-parallel oppervlak

Voor het kalibreren van 3D niet-parallelle oppervlakken of vlakken moeten we een raster over een vlak met bekende afmetingen leggen. Klik daarom op het rasterpictogram, hieronder geel gemarkeerd, en zet het raster op de juiste positie.




Klik met de linkermuisknop op een hoek en open het kalibratiemenu.

Vul de afmetingen van het vlak in en klik op “Toepassen”.

Nu kunt u de afstand meten met lijnen, zelfs als ze een bepaalde diepte hebben. Voor meer gedetailleerde uitleg of moeilijkere applicaties verwijzen wij u naar de Kinovea-documentatie.

Kalibratiemechanismen — Kinovea 0.9.5 documentatie

Voorbeeld 3: Beweging volgen en meten

Om een bewegend object in een opgenomen video te volgen, klik met de rechtermuisknop op het object en selecteer pad volgen. Het volgen zal automatisch gebeuren, maar kan op elk moment ingesteld worden. Gebruik daarvoor gewoon de knop "Volgende" frame of je muiswiel en pas het volgpunt frame voor frame aan.



De binnenste rechthoek is het objectvenster en de buitenste rechthoek is het zoekvenster. Wanneer automatisch volgen mislukt, corrigeert u dit door het objectvenster naar de juiste locatie te slepen. Bij het volgen van cv's wordt dit punt als referentie gebruikt.



U kunt ook hoeken, lijnen of modellen volgen door met de rechtermuisknop op de lijn, hoek of model te klikken en vervolgens Tracking > Start tracking te selecteren. De correctieprocedure blijft hetzelfde.

Hoe maak je opnames op hoge snelheid?

Kinovea is ideaal voor korte opnames van hoge snelheid video. Het is echter belangrijk om de instellingen aan te passen voor de beste prestaties bij het opnemen van hoge snelheid. Wanneer de opnameverwerking (de PC) niet snel genoeg is om de camera beelden te verwerken, worden beelden verloren en gaan ze verloren. Deze verloren beelden kunnen tijdmetingen die op de uitvoervideo zijn gemaakt, corrumperen, omdat het een stabiele framerate vereist.
Je kunt de neergezette afbeeldingen van je opname bekijken in de Infobalk bovenaan.


Als u te veel druppels heeft, moet u het knelpunt in uw systeem vinden en de opname-instellingen in Kinovea optimaliseren.
De eerste stap is om te controleren of de CPU of de schrijfsnelheid van de harde schijf de bottleneck is. Vermijd het gebruik van de systeemschijf als opslagdoel, aangezien deze al bezig is met het uitvoeren van uw besturingssysteem.

Het opnemen en opslaan van video's zal altijd een afweging zijn tussen geheugen/opslag en snelheid. Als u bijvoorbeeld een grote buffer heeft, kunt u de buffergrootte vergroten en de “Retroactieve” opnamemodus gebruiken. Dit zou uitval moeten voorkomen, maar tegelijkertijd het geheugengebruik verhogen.
Er is geen algemene oplossing voor welke instellingen de beste zijn. U moet verschillende instellingen uitproberen en kijken welke het beste werkt.
Raadpleeg bijlage 1 en 2 over hoe u de Kinovea-parameters kunt aanpassen om de opnameprestaties op hoge snelheid te verbeteren.

Nog vragen?

Heeft u nog vragen na het lezen van dit artikel? Bezoek dan de Kinovea-website. Voor updates over nieuwe artikelen in het kenniscentrum, volg onze LinkedIn-pagina.

Bijlage 1: Geavanceerde instellingen voor video-opname



Op het algemene tabblad van de vastlegvoorkeuren kunnen de volgende parameters worden ingesteld:
  • Neem ongecomprimeerde video op. Wanneer deze optie is aangevinkt, worden de video's opgenomen zonder de videokaders eerst naar MP4 te comprimeren. Ongecomprimeerde beelden bevatten meer gegevens, maar niet alle videospelers kunnen ongecomprimeerde bestanden vorige. Het opnemen van ongecomprimeerde video vermindert de benodigde CPU-kracht, maar verhoogt de schrijfsnelheid die van de harde schijf vereist is.
Als deze optie is uitgeschakeld, worden de videoframes gecomprimeerd naar MP4 met behulp van hoge kwaliteitsinstellingen om de integriteit te behouden. Gecomprimeerde video is kleiner en kan sneller worden opgeslagen. Door gecomprimeerde afbeeldingen te gebruiken minimaliseer je de benodigde opslagcapaciteit en schrijfsnelheid van de harde schijf, maar verhoogt het de benodigde CPU-kracht.
  • Toon framerate. Deze optie definieert de frequentie waarmee de camera beelden worden bijgewerkt op het opname scherm. Tijdens het opnemen worden de computerbronnen gedeeld tussen het weergeven van de camera stream en het opnemen ervan naar het opslagmedium. De hoogste prioriteit wordt altijd gegeven aan opnemen, maar het verlagen van deze waarde kan helpen om de algehele belasting op de computer te verminderen en de opnameprestaties te verbeteren.
  • Beeldformaat. In Kinovea kunt u afzonderlijke afbeeldingen opslaan. Hier definieert u het formaat van de opgeslagen afbeelding.
  • Videoformaat. Met de instelling voor het videoformaat wordt het formaat van de opgenomen videostream ingesteld. Kies het videoformaat dat overeenkomt met de videospeler die u gebruikt. We raden MP4 aan voor de beste resultaten.
  • Ongecomprimeerd videoformaat. Als u opneemt in de ongecomprimeerde modus, kunt u hier het videoformaat voor de ongecomprimeerde video selecteren.
De volgende stap is het opnametabblad van de opnamevoorkeuren.  


In de opnamekraan kunnen de volgende instellingen worden uitgevoerd:
  • Opnamemodus en vertraging. De optie voor de opnamemodus bepaalt hoe het opnamesysteem interactie heeft met de vertragingbuffer. Beelden van de camera worden altijd in de vertragingbuffer geplaatst. Het opnamesysteem haalt de beelden uit deze buffer om een video te maken. Er zijn 3 opties:
    • Camera, wanneer deze opname modus wordt gebruikt, wordt de vertraging waarde die is ingesteld op het opname scherm genegeerd. Opname vindt plaats terwijl je doorgaat, het opgeslagen frame is altijd het meest recente frame dat door de camera is verzonden.
    • Vertraagd: bij gebruik van deze opnamemodus wordt rekening gehouden met de vertragingswaarde die is ingesteld in het opnamescherm. De opname wordt direct uitgevoerd, het opgeslagen frame wordt uit de vertragingsbuffer gehaald op basis van de vertragingswaarde. Dit kan worden gebruikt om acties vast te leggen die plaatsvinden vóór het moment dat de opnameknop wordt ingedrukt of geactiveerd. Deze functie is vooral handig als u gebeurtenissen wilt opnemen voordat u op de opnameknop drukt. Als deze optie actief is, wordt het opgeslagen frame uit de vertragingsbuffer gehaald, op basis van de waarde die is ingesteld in het opnamescherm.
    • Retroactief, wanneer de opname modus wordt gebruikt, wordt de opname niet on-the-fly uitgevoerd. In plaats daarvan, aan het einde van het opnameproces, wanneer op de stop opname knop wordt geklikt of wanneer de maximale opnameduur is bereikt, wordt de camera feed gepauzeerd, de vertraging buffer bevroren en het videobestand in één keer aangemaakt. De vertraging waarde wordt in aanmerking genomen voor het maken van de opname. Deze modus biedt de beste opnameprestaties en minimaliseert verloren frames, ten koste van een verkorte maximale lengte voor gemaakte video's en een tijdelijke bevriezing van de camera feed. De maximale lengte van opgenomen video's hangt af van de grootte van de vertraging buffer. Dit kan worden geconfigureerd vanaf de voorkeurenpagina Geheugen.

Bijlage 2: harde schijf met schrijfsnelheid voor opnemen op hoge snelheid

De schrijfsnelheid van je harde schijf is belangrijk voor het opnemen van video's. De doorvoer mag niet hoger zijn dan de maximale schrijfsnelheid van je schijf. Een hoge doorvoer zal resulteren in het verliezen van frames. Je kunt je schrijfsnelheid testen met een gratis benchmarking application. In de screenshot hieronder hebben we een 6MP kleur camera op 60fps. Deze camera vereist een doorvoer van ongeveer 1100mb/s. De beste SSD-harde schijven support een schrijfsnelheid van ongeveer 500mb/s. Dus, je zou 3 SSD's in een RAID0-configuratie nodig hebben.



Om de vereiste schrijfsnelheid van de harde schijf te verlagen, kun je in het geval van een kleur camera besluiten om de video niet in RGB maar in RAW-formaat vast te leggen. Het debarring van de afbeelding zal tijdens de weergave plaatsvinden in plaats van tijdens de opname. Als gevolg hiervan is er meer verwerkingskracht beschikbaar voor de opname en wordt de doorvoer verminderd. Om deze instelling te wijzigen, open je de camera parameters en selecteer je als streamformaat Raw, zie afbeelding hieronder.



De doorvoer is nu verlaagd van 1100 mb/s naar 368 mb/s. Hierdoor hebben we geen drie SSD harde schijven nodig, maar slechts één.



Als uw schijf snel genoeg is en voldoende opslagruimte heeft, kunt u ongecomprimeerde video's opnemen (zie onderstaande schermafbeelding). Dit vermindert de verwerkingskracht die nodig is voor het opnemen, maar vergroot de grootte van het videobestand dramatisch. Als dit niet mogelijk is, selecteer dan Gecomprimeerde opname. Het kost veel meer processorkracht en kan meer verloren frames veroorzaken.



Een andere parameter die u kunt aanpassen om het wegvallen van frames te voorkomen, is het instellen van de opnamemodus (zie onderstaande schermafbeelding). Retroactief opnemen is de beste optie als uw systeem aan de eisen voldoet. Aanbevolen zijn 16 GB ram en een goede processor. Als uw computer niet aan deze vereisten voldoet, moet u afhankelijk van uw behoeften kiezen voor “Camera” of “Vertraagde” opname. Zie ook bijlage 1.



Vervangende framerate
De vervangende framerate overschrijft de framerate die is geschreven in de metagegevens van het uitvoerbestand. Dit beïnvloedt het aantal bronnen dat nodig is om het bestand opnieuw af te spelen en de schijnbare snelheid van de actie.

Een camera kan in staat zijn om 1000 frames per seconde te produceren en te verzenden, maar de computer zal het bestand niet op die snelheid kunnen afspelen en de monitor zal zich ook niet snel genoeg kunnen verversen. Om dit probleem te omzeilen, is het gebruikelijk om de framerate van het uitvoerbestand te verlagen naar een meer typische waarde. Opnameapparaten passen deze transformatie normaal gesproken automatisch toe. Dit resulteert in een video die lijkt te zijn vertraagd.

Vervangingsdrempel voor framerate
Deze optie bepaalt bij welke framerate het uitvoerbestand wordt gewijzigd naar de lagere vervangende framerate.
Als je je drempel op 100FPS instelt en je camera meer dan 100fps opneemt, wordt de video opgeslagen met de ingestelde vervangingsframerate. Dit betekent dat als je de video later opent, deze wordt weergegeven in de opgeslagen vervangingsframerate, en je de video in slow motion zult zien.

Bekijk de officiële Kinovea-documentatie voor meer gedetailleerde informatie.
Kinovea referentiehandleiding — Kinovea 0.9.5 documentatie