使用多台(> 2)摄像机同步拍摄的廉价解决方案(同步锁相或LANC?)


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我正在研究计算机视觉中的自然现象,并且正在寻找一种从多个摄像机角度拍摄视频的方法。主体可能会非常不规则地移动,因此摄像机之间的任何同步问题都将成为问题。想象一下火焰或流动的水,很难确切地说出来,但是它需要的是微秒而不是毫秒。我将要使用多达8个摄像机,理想情况是受预算限制,而不是使其保持同步的能力。

该部门拥有的相机是佳能DSLR,但是经过大量搜索后,似乎很难同步它们,尤其是在这种精度水平下。因此,如果我能找到可以轻松同步的负担得起的相机,我们也许可以购买一些。

我可以使用的两个选项是genlock和LANC。据我所知,我不会以低于5000英镑的价格买到一台可同步锁相的相机。即使忘记了同步锁相信号,我们也负担不起一个信号,更不用说8了。Sony / Canon LANC似乎更可行,但是我找不到有关如何进行此设置的可靠信息。现在有哪些相机真正支持它。我一直在努力探索这一点,但大多数这样做的人都尝试以立体声拍摄,这无济于事。谁能建议我我们需要什么设置以及大概花多少钱?还是如果有人想推荐其他同步解决方案?轻松和成本是最大的因素!

谢谢!我希望这听起来不像是购物推荐问题。虽然我确实想去购物,但实际上我只需要帮助您了解同步技术,然后我便会确定要买什么!


如果您担心相差8毫秒,您是否不认为需要租用以200 fps以上的超慢动作拍摄的相机?GEN锁可能包含在这些凸轮上。

理想情况下,我很希望能够租用这些东西,但同样,成本太高了。消费者级(我发现)没有同步锁相环,即使是高fps相机也是如此。甚至“高fps”仍然远远不够高,仅用clapperboard就能提供类似genlock的同步。我仍然发现,甚至很难追踪摄像机是否具有同步锁相,这似乎是行业理解的事情,我完全没有意识到。无论如何,感谢您回复这样的旧主题:)。
安德鲁·奇内里

我问如果你有兴趣类似的问题:video.stackexchange.com/questions/12312/...
Kozuch

Answers:


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发布此问题一年后,我得到了一些额外的评论和答案,这确实很棒。从技术上讲,这仍然是一个问题,但是,让我分享一下我去年所学的内容,以防其他人在该页面上偶然遇到类似的问题。

我们提出了两种廉价的解决方案,以解决在适当条件下可以解决的问题。

  1. 使用高速闪光灯。这仅在对象不发光(对我而言不是这种情况)并且可以放置在非常黑暗的房间中时才有效。抓住一个非常快速,非常准确的频闪灯,然后将其设置为与摄像机以相同的频率熄灭,例如50fps / 50hz。然后将所有摄像机的快门速度设置为1/50秒,即快门始终处于打开状态。将对象放置在非常黑暗的房间中,并设置光圈,使视频在没有光线的情况下显得黑色。然后用频闪灯照亮。视频自然会被同步,因为它们获得的唯一光是来自闪光灯,并且每帧发生一次。困难的是要获得足够精确的频闪。但是我听说它们用于重型制造操作中,以检查无法关闭的叶片/轮/皮带等。您只能使用具有模拟控制功能的闪光灯来点亮工具,然后慢慢提高闪光灯的速度,并且当达到工具频率时,它似乎会变慢并最终停止。现在您可以检查问题了。只是不要碰它;)。
  2. 在摄像机外的复合视频上使用vsync信号。这是受http://samj.snappages.com/启发的。该信号每帧定期发送一次,使用某些电子设备,您可以测量两个(或多个)不同摄像机上信号之间的差异。然后,您可以重新启动相机电源(或在某些相机上,拍照。稍后再介绍...),然后再次测量,依此类推。如果您对电源重启的时机比较了解,可以将它们越来越靠近,并保持在阈值之内。我们并没有仅仅因为没有最终构建电路而尝试这种方法,而且我们认为这样做实在太麻烦了,尤其是使用2个以上的摄像机时。

正如我所说,我们最终都没有做任何一个。我们最终从NorPix等公司竞标为一种非廉价系统(该系统正是为此目的而设计)的资金。这些通过以太网同步并进行设置。我从来没有发现他们使用以太网进行同步的确切方式(协议等),所以如果有人想解释一下我会非常感兴趣。上次更新时,我被告知我们确实找到了一些钱,但是,当然,如果您对学术官僚有任何了解,发现我还在等待设备就不会感到惊讶!

如果有人有一个神奇的想法可以廉价地实现真正的同步,那么我仍然可以提出建议。

最后,我将在测试中提及一个无效的策略。那就是该网站上的那个:http: //3dfilmfactory.com/index.php?option=com_content&view=article&id=93 : gen-lock-canon-5d-mark-ii-cameras- and- shoot-3d

当然,我们有不同的硬件佳能60D,并且有非常便宜的非品牌无线快门版本。但是,我没有理由认为它们对链接中的设置造成了明显的影响。我使用LED设备进行测试,就像Bokan在他的回答中建议的那样,与控制测试相比,使用无线快门释放后,同步的平均差异仅下降了约1毫秒,有时会使情况变得更糟。我没有进行任何统计分析,但我怀疑与机会相比,这没有什么意义。我认为3D电影工厂很有可能不是在拍摄他们注意到同步问题的材料,或者是他们更昂贵的硬件给出了更可靠的结果,但仍然没有太大的不同。扩展到2个以上的摄像机,

但是,使用遥控快门释放按钮重置视频。如果您使用摄像机(或遥控器)上的“录制”按钮,则它仅会开始保存已经处理的素材。换句话说,如果您在数个不同的测试中测量同步而没有关闭相机,拍照或进入省电模式,则同步将是相同的。您可以将此机制合并到上面的方法(2)中:可以关闭相机电源,然后再关闭电源再打开,直到vsync信号插入为止。这将是一个很酷的设备,我们只是从未真正构建过它。

再次感谢您的任何建议。我希望总有一天有人会发现它有用,而我为解决这个问题而浪费的几个月会节省一些时间!


这家伙似乎是做一个垂直同步HW黑客得到一个复合视频到同步:letsmakerobots.com/node/29869
Kozuch

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我用尼康齿轮(D7000和D3S)完成了4幅数码单反相机摄影。对于我们的镜头,我们在所有摄像机滚动之后和剪切之前简单地拍了拍手,所以我们有两个同步点。我们最长的拍摄时间约为18分钟,在出站后系统中没有出现明显的同步偏移。尽管genlock是首选方式,但我发现很多数字设备都足够接近了(哎呀,我已经拍摄了音乐视频,并可以从CD音箱和恒定速度(非晶体控制)的相机中播放电机,它被点开了。

对于不到一分钟的声音(您的项目听起来像这样),我非常有信心,您无需担心同步。

只要拿起隔板,确保所有摄像机都能清楚地看到它并且正在运行,然后将其拍下来。无需剪切,jsut即可将焦点和焦距重新定位到拍摄所需的位置。拍摄照片,然后再次进行剪裁,然后再次缩小到所有八个摄像头都能看到的拍手并拍手。然后,您可以切割相机。同步在所有8张相片中拍子拍到的画面,例如中提琴。

祝好运!


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问题不是漂移,而是启动时发生的摄像机之间的毫秒差异。例如,即使假设我以60fps的速度拍摄两台相机,这也意味着视频中的“镜头”之间相距约16毫秒。在最坏的情况下,两台摄像机的距离可能为8毫秒,这在后期是完全无法校正的,只能在不插值/伪造更高fps的情况下“左右”移动一帧,而一帧的移动时间是16毫秒,因此您从后面的8毫秒变为前面的8毫秒。对于许多对象来说,这可能没问题,但不幸的是,火焰没有闪烁!不管怎么说,还是要谢谢你。
安德鲁·奇纳里

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如果您的研究涉及一些运动分析,则应考虑以高FPS拍摄。默认情况下,您会获得更好的同步,因为同步错误不能超过两帧之间的时间间隔。

在高分辨率下以高帧速率拍摄需要花费很多,但是您可以在廉价相机(例如运动相机)上以FPS交换分辨率。分辨率通常没有我们想象的重要。计算机视觉具有亚像素精度,如果在黑色背景上移动白色物体,则边缘将被混淆(灰色)。如果您的软件将这种灰色阴影考虑在内,则理论上可以达到1/256像素宽度的精度。但是,要执行此操作,您必须具有未压缩的数据,因为压缩会量化颜色并因此更改信息。

对于便宜的同步解决方案,我可以考虑一下:

  • 将所有启动按钮电连接在一起
  • 制作一个LED小型设备,其中几个LED以二进制形式显示准确的时间(每位一个LED),将该设备显示给每个摄像机,然后手动同步拍摄。有点高级拍手。

同步差异可以在软件方面处理。如果您正在研究运动,则可以为每个摄像机以2D方式分析运动,然后对一台摄像机的结果进行插值,以猜测另一台摄像机拍摄时的位置。询问您是否不清楚。

这种软件补偿绝对是必经之路。特别是如果您还必须补偿大多数相机具有的卷帘快门效果。画面顶部的拍摄稍早于画面底部。


高帧率绝对是可取的,分辨率根本不是什么大问题(尽管许多高帧率低分辨率相机也往往具有糟糕的图像质量)。但是以前的研究人员(我正在从事的工作)告诉我,有线同步对于他们的系统是必需的。为了模拟高帧率,我需要超过1000 FPS。也许我可以花更少的钱就摆脱困境,但是实际上我由于缺乏对硬件同步方法的了解而发布了这个问题。正如您所建议的,我们已经有一个LED设备。但是,谢谢您的回答!
Andrew Chinery

请记住,拍照仅是捕捉光线。您需要尽可能多的光线以获得更快的快门时间和清晰的图像。
博坎

是的,这就是为什么低分辨率相机在高帧频下也趋向于糟糕的画质。尽管视频射击确实意味着您获得了大量的光!我们调查了软件补偿,在这种情况下,它带来的麻烦比解决的麻烦更多。我正在寻找“地面真相”,这些将被用于重建,运动伪影将引起巨大的问题,甚至无视这样的事实,即它会破坏声称来自真实数据的事实。另外,对火焰的研究特别表明,几乎不可能对框架进行插值。
Andrew Chinery

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我认为解决方案非常简单,在开始的几秒钟内将大型秒表放在两个摄像头前;在编辑过程中可以轻松同步。我使用了这种方法,效果很好。


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这不是解决方案。正确的解决方案是获取支持GENLOCK的摄像机。GENLOCK确保两个摄像机的快门同步。根本没有其他机制可以保证基于同时启动所有摄像机的任何尝试来确保同步的一致性。
Michael Tiemann

@MichaelTiemann是正确的。正如我在上面指出的那样,问题不是在编辑过程中使视频排列整齐,实际上单次闪光放电要简单得多(因为我们是在黑暗中拍摄的)。问题是同步帧本身的实际捕获。正如我认为我也评论的那样,我们最终使用的解决方案是购买具有适当同步功能的相机(不知道它是否为GENLOCK,它们来自一家科学的相机公司,并且通过以太网工作)。这也是5年前!但是,我很欣赏这个问题偶尔还是会收到评论...
Andrew Chinery
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