在動物行為(wei) 研究中,正確的行為(wei) 分析非常重要。特別是當研究齧齒動物和斑馬魚時,我們(men) 需要精確且可靠的數據,這些數據很大一部分歸功於(yu) 使用高質量攝像機進行的視頻跟蹤產(chan) 生。 在這篇文章中,我們(men) 將探討為(wei) 什麽(me) 高質量的攝像頭對於(yu) 那些想要收集不僅(jin) 準確、詳細而且真正有洞察力數據的研究人員來說是重要的。
所有相機都會(hui) 提供用於(yu) 跟蹤的圖像,但價(jia) 格和質量之間需要權衡。如果您不介意丟(diu) 失圖像幀數或對細微動作的捕捉,則可以使用普通相機進行跟蹤。對於(yu) 在水迷宮中追蹤老鼠來說,這可能不是問題,但不足以檢查抽搐或其他刻板行為(wei) 。GigE相機具有很高的分辨率,能夠實現更高的幀速率(即高於(yu) 30 fps),並且不會(hui) 給CPU帶來沉重的負擔;然而,它們(men) 可能比其他選擇更昂貴。
我們(men) 提供了攝像頭簡單的優(you) 缺點列表
相機 | GigE/USB3 | USB2.0 | Analog |
優點 | 穩定、更高的分辨率、更高的幀率, | 便宜、簡單 | 便宜、可靠(相同技術60年) |
缺點 | 昂貴 | 幀速率不一致導致實時跟蹤不一致 | 需要轉換為數字(實時或後處理) |
相機的重要性
劣質設備會(hui) 產(chan) 生不良數據,不良數據無法在高影響力期刊上發表。以下是高質量攝像機對於(yu) 良好視頻跟蹤十分重要的五個(ge) 理由。
1. 增強圖像清晰度和分辨率
高品質相機可提供更清晰、銳利的圖像。當我們(men) 試圖追蹤齧齒動物或斑馬魚的細微的運動時,這種清晰度至關(guan) 重要。這些微小的行為(wei) 可以告訴我們(men) 很多有關(guan) 他們(men) 的神經健康狀況或他們(men) 對實驗的反應信息。對於(yu) 質量較低的視頻,我們(men) 可能會(hui) 錯過這些重要的線索或看的不夠清楚。能夠捕捉到這些細微的細節,比如輕微的抽搐或站立方式的輕微變化,可以幫助研究人員更深入地研究他們(men) 的研究,讓我們(men) 更全麵地了解正在發生的事情。USB2.0於(yu) 世紀之交推出,通常以640x480像素傳(chuan) 輸。 通常的USB2.0相機難以為(wei) 每秒30幀的1080p錄製提供足夠的帶寬。而USB3.0提供的帶寬是USB2.0的十倍。另一個(ge) 考慮因素是鏡頭本身。USB相機具有固定鏡頭,這意味著您隻能使用特定的焦距。另一方麵,GigE相機可以根據您的具體(ti) 需求使用各種鏡頭。
2. 改善弱光性能
行為(wei) 研究通常需要弱光條件,這是為(wei) 了更密切地模仿它們(men) 的自然棲息地或研究它們(men) 的睡眠-覺醒周期。即使在昏暗的環境下,高質量攝像機也能捕捉到清晰、細致的畫麵。我們(men) 的目標是盡可能保持環境不受幹擾,避免任何可能影響我們(men) 試圖觀察行為(wei) 的人造照明。此功能對於(yu) 準確記錄齧齒動物或斑馬魚在這些弱光場景中的行為(wei) 至關(guan) 重要,確保我們(men) 的數據盡可能真實。如果您優(you) 先考慮低光性能,GigE相機具有固有的紅外靈敏度。無論您進行夜間實驗還是光線昏暗的環境,GigE相機都能滿足您的需求。
3. 更高的幀率以捕捉快速運動
齧齒動物和斑馬魚的移動速度很快,這意味著我們(men) 需要相機能夠跟上它們(men) 快節奏的動作,而又不會(hui) 模糊細節。如前所述,USB2.0 攝像機通常無法以1080幀速率記錄30 fps。高質量攝像機(例如GigE或USB3.0)能夠以60 fps或更高的幀速率進行記錄,非常適合這項工作。它們(men) 幫助我們(men) 清楚地捕捉每一個(ge) 動作。在研究這些動物如何移動或對不同事物做出反應的研究中,這種清晰度變得非常重要。為(wei) 了真正理解他們(men) 運動的細微差別,例如他們(men) 走得多快,他們(men) 走的路徑,我們(men) 就需要每一幀都盡可能清晰。那麽(me) 多少幀才夠呢?越多越好?不需要那麽(me) 多。根據我們(men) 的經驗,除非您在動物步態分析係統中錄製立體(ti) 圖像或步態,否則不需要高於(yu) 100 fps的錄製速度。最佳速率為(wei) 25-30 fps,或高達60 fps,具體(ti) 取決(jue) 於(yu) 應用。
4. 用於(yu) 定量分析的可靠數據
最後,我們(men) 行為(wei) 研究的目標是獲得我們(men) 可以測量、分析和信任的數據,從(cong) 而為(wei) 我們(men) 提供真正重要且準確的資料。盡管動物運動軌跡跟蹤係統在處理各種質量的視頻方麵非常出色,但要真正充分利用您的研究,高質量的攝像機同樣非常重要。可以這樣想:動物運動軌跡跟蹤係統很聰明,可以根據您提供的任何線索進行工作。但當你給它更清晰、更銳利的線索時(基於(yu) 更好的相機),它就能更快、更準確地解開謎團。這意味著我們(men) 可以捕捉研究中的每一個(ge) 微小細節,確保我們(men) 不會(hui) 錯過任何重要的事情。簡而言之:將動物運動軌跡跟蹤係統與(yu) 高質量視頻配對可將您的研究提升到一個(ge) 新的水平。動物運動軌跡跟蹤係統可以與(yu) 多個(ge) 攝像機配合使用,實現對一個(ge) 或多個(ge) 動物的跟蹤。
5. 長期可靠性和一致性
選擇高質量的攝像設備是對研究成果的可靠性和一致性的戰略投資。隨著時間的推移保持一致性能的相機可以顯著減少數據收集的可變性,這是縱向研究或需要重複實驗的一個(ge) 重要方麵。這種一致性支撐了研究結果的有效性和可靠性,從(cong) 而提高了研究的可信度,確保科學研究的完整性和可重複性。
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請查看下麵由Basler提供的概述。在這裏,他們(men) 解釋了特定相機連接類型的優(you) 點和權衡。在當前市場和技術下,討論實際上圍繞3種連接類型:USB 2.0、USB 3.0 和 GigE。
USB 2.0相機通常價(jia) 格非常實惠,但與(yu) USB 3.0和GigE相比,數據傳(chuan) 輸速率較低。
USB 3.0提供更快的數據傳(chuan) 輸,進而提高質量,同時由於(yu) 協議與(yu) USB 2.0和GigE不同,因此需要較低的CPU負載。但難以應對需要多攝像頭同步記錄的情景。
GigE相機提供高傳(chuan) 輸量,特別是使用千兆以太網。由於(yu) 以太網技術,您可以實現更長的電纜長度(長達100米),它們(men) 支持以太網供電(PoE),並提供良好的同步功能。 與(yu) USB 3.0相機(更“即插即用")相比,它們(men) 確實需要更多的技術知識設置。
圖片由Basler提供
高品質相機是必需品,而不僅(jin) 僅(jin) 是花哨的升級
將高質量相機帶入我們(men) 的齧齒動物和斑馬魚研究中是必要的,而不僅(jin) 僅(jin) 是一個(ge) 花哨的升級。這些相機幫助我們(men) 看到重要的微小細節,使我們(men) 的工作更好、更高效。視頻跟蹤是一項投資,旨在確保我們(men) 的研究能夠帶來真正的突破。
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