TEMA Pro 运动图像分析软件

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       TEMA Pro软件由瑞典Image Systems公司开发，该公司成立于1988年，专注于开发和销售运动分析解决方案，。经过30余年的发展，其客户现已遍布各地，包括生物、工业和科研等诸多领域， 其产品已被广泛应用到汽车安全测试、工业设备研发、装备测试开发和科学研究等诸多领域。越来越多的客户  选择Image Systems运动分析软件来获取研究、设计、测试或故障处理等过程中的关键数据 。

        自2012年始，元奥仪器与瑞典Image Systems AB签署一级代理协议，开拓在体育医疗、交通运输等高速图像分析市场， 为用户提供世界前沿的高速运动跟踪分析应用的软件与整体解决方案..

　    TEMA Pro软件是一款高级运动分析软件，在科研和行业检测等领域具有领先地位。 TEMA Pro 具有精度高、模块化、运算快、操作界面简洁易用等特点，广泛应用于各个领域。如3C产品的跌落试验、生物力学分析、运动装备性能分析、汽车生产于被动安全测试、科学研究等。

软件标配丰富的跟踪算法库，几乎可以跟踪分析任意类型目标物，即使没有标记点的情况下也可以准确识别目标物并进行分析，适应各类复杂的运动轨迹以及相对恶劣的分析条件。算法主要基于模板识别及灰度判别运算，最高跟踪精度高达0.01个像素。

       TEMA Pro 在 TEMA Classic 的基础上，提供先进的轮廓跟踪算法和数字图像相关法（DIC），更支持工程浏览器、三维模型导入、气囊体积计算等功能，覆盖的领域更广泛，功能更强大。

跟踪算法 ---拥有大量的不同的跟踪算法以用于不同的应用，所有的都充分利用跟踪框架和在子像素内的轨迹。

轮廓跟踪算法在弹体纹影摄影中的应用

	CORRELATION 相关性跟踪算法 使用相关性模板，在相邻图像限定区域内寻找相似图像内容，实现持续跟踪。 非常经典的跟踪算法，用户无需在目标物上贴标记点，适用于几乎任何类型，特别是无法贴标记点的目标跟踪测试
	QUADRANT 象限跟踪算法(宝马标) 算法自动识别并锁定象限标记点（宝马标）中心进行跟踪。 跟踪精度高，不确定度最低。可获取象限目标中心的坐标，也可用于单点测量角度变化量。需在目标物体上粘贴象限标记（宝马标）进行辅助。 适用于对精度和自动跟踪能力要求很高的应用
	VIRTUAL POINTS 虚拟点算法 通过跟踪至少3个可见点的位置，对另外一个可见或不可见点的位置进行三角测量。不可见点可以是偶尔被遮挡、走出视野甚至一直不在视野的跟踪点。 这些点必须属于在同一刚体上并设为同一点组，才能应用虚拟点算法。
	CENTRE OF GRAVITY 重心跟踪算法    锁定闭合轮廓或与背景形成对比的标记/对象的重心，识别过程不受目标缩放影响。 此跟踪算法基于选区中图像的灰度等级检测，可以为深色或明亮的对象自动定义阈值，也可以使用0-255灰度级手动定义阈值。
	CIRCULAR 圆形跟踪算法 适用于跟踪圆形或同心圆标记的被测物，包括圆形跟踪算法、高级圆跟踪算法以及圆对称跟踪算法，以适应跟踪分析同心圆、模糊不清/部分被遮盖的圆形标记等多种复杂的情况。
	INTERSECTION 交叉点跟踪算法 跟踪任何对象形状上的交点（角）。该算法通过沿那些边缘外推直线来检测对比边缘的交集，并在必要时填充间隙。
	CORNER CONTOUR 角轮廓跟踪算法 检测边缘并沿着这些边缘找到拐角，可选择一个角作为跟踪点。
	MOUSE TRACKER 鼠标跟踪工具 若由于图像质量差而导致任何形式的自动跟踪失败，可使用鼠标指针按顺序手动跟踪感兴趣的对象。支持随时调整播放速度以帮助用户适应手动目标跟踪的操作节奏。
	MXT (可选购) 在搜寻区域内寻找左图类型的跟踪标记。 用户可在软件中选择识别1+4类型（4点围绕1点）或者1+5类型（5点围绕1点）。
	DIC 数字图像相关法 通过跟踪在试样上的斑点图案运动和变形， 分析全场位移和应变，并用伪彩图层直观展示其数值大小与分布情况。 同时软件提供数据检测线、虚拟引伸计、兴趣点等数据提取工具。在众多应用中取代传统的应变计。 * 三维分析需要选购三维模块并使用2台或以上相机
	OUTLINE 轮廓跟踪算法 提供3种算法模式， 捕获目标轮廓的变化： 1.基本轮廓模式， 适用于目标轮廓与背景形成鲜明对比的情况； 2.高级轮廓模式，需要动态限制所关注对象内部阴影和反射的灰度阈值。 3.Outline+模式， 极端背景抑制， 可配置参数的图像处理， 可在恶劣的条件下以低对比度跟踪对象的轮廓。

镜头校准

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参数

可校准的典型参数介绍

焦距	中心点	像素高宽比	畸变
焦距直接影响图像测量的透视比例，常用于涉及多平面深度补偿的二维坐标计算，以及三维空间的目标定位。 镜头对焦过程中，对焦环的调整相当于焦距微调，因此实际焦距可能与镜头标称焦距值或刻度焦距示数有偏差，需要校准以提高分析精度。	中心点表示图像中畸变最小，且与摄像机光轴相对应的点。 高速摄像机支持通过裁剪画面的方式，提高拍摄帧率。部分摄像机更可在画幅任意位置裁剪。因此需要先测量中心点的位置，才能正确套用畸变校正模板。	像素高宽比（PAR），可理解为像素的“方正程度”，现在绝大部分摄像机的像素高宽比都为“1:1”。 然而使用像素数缩水的旧式设备，或使用了变形荧幕镜头拍摄所得的图像，会被拉伸以适应屏幕，此类非正方形像素需要校正。	因镜片的形状缺陷所造成的畸变，称为径向畸变。径向畸变又分为正向畸变和负向畸变，正向畸变称为枕形畸变，负向畸变称为桶形畸变。 在摄影过程中，此类畸变十分常见，必须通过畸变校准以矫正图像，最大限度降低图像变形对分析结果的负面影响。

输出结果 ● 校准结果的精度与残差 ● 测得实际焦距 ● 中心点坐标 ● 像素高宽比 ● 径向畸变模型系数

国内外大量汽车制造企业、汽车零部件生产企业以及汽车检测研究院，目前正在使用TEMA进行各种各样测试，如整车碰撞、整车翻滚、气囊点爆、鞭打试验等等。TEMA为滑车测试提供全面的分析方案，实现动态坐标系跟踪与画面防抖、多平行运动平面校准及倾斜平面校准

二维跟踪是TEMA的基本功能。用户可根据实际情况，调用合适的跟踪算法，获取图像序列中的标记点或其他跟踪目标的二维像素坐标。配合比例尺，即可计算速度、加速度、距离、角度、角速度等运动学参数。

二维分析结果在三维或六自由度计算时，也将作为基础数据。

TEMA提供各类基于时间同步的曲线图和数据表，展示随时间或外部导入数据变化的跟踪结果数据。也有基于快速傅里叶变换的频谱图，反映振动频率或运动周期。

基于轮廓跟踪算法，自动生成海量跟踪点，持续自动跟踪符合参数范围的气泡，可测量速度、角速度、轨迹、轮廓极点、面积、拟合体积，并统计数量。

用户可利用图像中既有的跟踪点，建立自定义坐标系。  该坐标系可以是静态的，也可以是动态的。 动态坐标系下，软件会每帧重新计算一次坐标系的位置 和方向，从而补偿摄像机在像平面方向上振动,或分析两 个目标之间的相对运动。	若摄像机不垂直于运动平面，则透视畸变将影响测量结果的精度。 TEMA提供了几种方法来计算摄像机相对于运动平面的 方位角和仰角，并对倾斜的图像进行补偿计算。
若图像中存在位于不同深度的跟踪点，而这些点仍平行于参考运动 平面移动，则TEMA可以通过输入这些点的已知深度信息来补偿，从而 减少由深度缩放问题引起的误差。此功能还可以和倾斜平面校准 （2.5D）同时使用。	可导出位置、速度、加速度、距离和角度的数据和曲线， 这些数据可按照时间顺序排列，其相对参考系可灵活切换。 支持摄像机视图、图像图表和曲线组合展示，导出为带有标题 和文本注释的动画序列，作为视频报告。支持输出多种格式：  txt, dat, excel, jpg, tif, bmp, avi, mp4, mpg, wmv等等。

上图圆周跟踪案例中，摄像机拍摄角度受限，无法俯拍，跟踪点的运动轨迹变成椭圆。经过TEMA的倾斜平面校准后，轨迹还原为圆形

注：详细请登录广州市元奥仪器有限公司（www.gzyaco.com)，欢迎咨询！