增强现实技术(第三章).ppt

第三章 图像的采集与预处理 3.1 摄像机图像实时采集 3.2 图像的预处理 3.3 图像的实时显示 3.1 摄像机图像实时采集 3.1 摄像机图像实时采集 摄像机的输出信号接口有两种，USB接口和HDMI接口。 HDMI的规范见HDMI+Specification+1.4.pdf 高清晰度多媒体接口（High Definition Multimedia Interface，HDMI）是一种数字化视频/音频接口技术，是适合影像传输的专用型数字化接口，其可同时传送音频和影音信号，最高数据传输速度为5Gbps。同时无需在信号传送前进行数/模或者模/数转换。 2002年4月，日立、松下、飞利浦、Silicon Image、索尼、东芝等数家公司共同组建了HDMI论坛，开始着手制定一种符合高清时代标准的全新数字化视频/音频接口技术。2002年12月9日发布了HDMI 1.0版标准，标志着HDMI技术进入历史舞台。 3.1 摄像机图像实时采集 HDMI不仅可以满足1080P的分辨率，还能支持DVD Audio等数字音频格式，支持八声道96kHz或立体声192kHz数码音频传送。 具有HDMI的设备具有“即插即用”的特点，信号源和显示设备之间会自动进行“协商”，自动选择最合适的视频/音频格式。 与DVI相比，HDMI接口的体积更小，DVI的线缆长度不能超过8米，否则将影响画面质量，而HDMI最远可传输15米。只要一条HDMI缆线，就可以取代最多13条模拟传输线，能有效解决家庭娱乐系统背后连线杂乱纠结的问题。 3.1 摄像机图像实时采集 使用HDMI视频接口的优点 质量： HDMI 是数字接口，由于所有的模拟连接（例如分量视频或 S-video）要求在从模拟转换为数字时没有损失，因此它能提供最佳的视频质量。数字视频将比分量视频更清晰，消除了分量视频中发现的柔和度和拖尾现象。 易用性： HDMI 在单线缆中集成视频和多声道音频，从而消除了当前 A/V 系统中使用的多线缆的成本、复杂性和混乱。这在升级或添加设备时特别有用。 高智能： HDMI 支持视频源（如 DVD 播放机）和 DTV 间的双向通信，实现了新功能，例如自动配置和一键播放。 3.1 摄像机图像实时采集 使用HDMI音频接口的优点 质量： HDMI 将音频以纯数字形式远远传输到放大器。由于音频调节设备的连线及其他电子设备的原因，模拟音频连接更容易损失。相对于 SPDIF 连接，HDMI 具有更大的带宽，可让其支持必威体育精装版的无损失音频格式，如 Dolby TrueHD 和 DTS-HS Master Audio。这些格式无法通过 SPDIF 连接得以支持。 高智能： HDMI 支持在音频源（如 DVD 播放机）和音频调节设备（如A/V 接收器）之间进行的双向通信，支持诸如自动配置和单触式播放的新功能。通过使用 HDMI，设备会自动为连接的 A/V 接收器传输最有效的格式（如 Dolby Digital 与 2 信道 PCM。 3.1 摄像机图像实时采集 HDTV最高的标准是1080p，它每屏的分辨率为1920 X 1080，若每秒传输60帧图像（1080p@60），那么最终的像素时钟传输比率为124.4MHz。由此看来HDMI接口完全可以从容应付当今的消费电子产品的各项应用。 在HDMI中所采用的视频信号的编码方式为RGB格式，如 YCbCr4:4:4或YCbCr4:2:2格式，他们每个像素都是24bit。“4”代表使用NTSC或PAL制式时的采样率，即13.5MHz。那么我们看到的4:4:4，意思就是Y、Cb、Cr的编码采样率各是13.5MHz。而我们看到的4:2:2格式中Cb、Cr的采样率各是6.75MHz。 3.1 摄像机图像实时采集 图像采集模块主要功能是从图像输入设备中采集视频流，从视频流中获取视频图像。 增强现实系统图像的采集应该满足实时性、精确性的要求。目前性能较高的CCD摄像头都可以满足系统对图像精度和获取速度的要求。 微软DirectX开发包中的Direetshow模块，是微软公司发布的在Windows环境下运行的一种流媒体处理体系，是DirectX的组成部分之一。 Directshow支持很多种多媒体格式，包括常用的ASF，MPEG，AVI，MP3，WAV等。当系统安装有硬件加速设备的时候，Directshow可以自动检测并使用硬件加速设备。同样，它也支持没有硬件加速设备的系统。 3.2 图像的预处理 3.2 图像的预处理 在基于计算机视觉的系统工程中，数字图像处理子模块为三维注册子模块和虚实结合子模块提供非常重要的基础数据。