Medición de tiempo y frecuencia en video digital usando un arreglo de luces intermitentes
 

Juan Forero
Universidad de los Andes. Maestría en Ciencias Biomédicas
Bogotá, Colombia
juan.forero@gmail.com

and

Pablo A. Figueroa
Universidad de los Andes, Ingeniería de Sistemas y Computación
Bogotá, Colombia
pfiguero@uniandes.edu.co

and

Carlos F. Rodriguez
Universidad de los Andes, Ingeniería Mecánica
Bogotá, Colombia
crodrigu@uniandes.edu.co

 
Abstract
 
The study of movement based on video processing is a common tool in different fields. One problem in this type of installations is frame synchronization with multiple cameras. This problem can be solved with the use of cameras with genlock mechanism, but such a solution could be expensive if hardware has to be replaced, or impossible if the available cameras do not have such feature. This work shows a new method for capturing the time of each frame, which also takes into account processing unit’s speed as an extra source of measurement errors. The method uses an array of synchronized lights, which add temporal information to each frame. The system has been evaluated with several video conditions, and we show its effectiveness as well as its future use as a solution for synchronization of multiple cameras without genlock, possibly at different frame rates.
 
Keywords: video synchronization, motion analysis, motion capture, image processing, genlock.
Resumen
 
El estudio del movimiento con base en el procesamiento de video es muy común en diferentes áreas. Uno de los factores que genera distorsión de los resultados obtenidos es la sincronización entre fotogramas de múltiples cámaras. Este problema es resuelto con el uso de mecanismos como el genlock, pero no siempre se cuenta con cámaras con dicha características debido a su costo o al problema de cambiar el equipo instalado. El presente trabajo expone un nuevo método para capturar el instante de tiempo de cada fotograma, que además revela un factor de error importante: la velocidad de captura del sistema de video (cámara mas unidad de procesamiento) no es necesariamente constante. El método propuesto se basa en el uso de un arreglo de luces sincronizadas que aportan información temporal a la escena que está siendo capturada. El sistema se evaluó con diferentes condiciones de video y permitió mostrar su efectividad en la medición y su posible uso en sistemas de medición compuestos por cámaras convencionales (sin posibilidad de incorporar mecanismos del tipo del genlock) que no necesariamente trabajan a una misma frecuencia de captura.
 
Palabras Clave: sincronización de video, análisis de movimiento, procesamiento de imágenes, genlock.