控制系統(tǒng)綜合課程設(shè)計(jì)報(bào)告第8頁共8頁南京理工大學(xué)控制系統(tǒng)綜合課程設(shè)計(jì)報(bào)告姓名:周宇浩學(xué)號：912110200339學(xué)院(系):自動(dòng)化專業(yè):自動(dòng)化指導(dǎo)教師:戚國慶指導(dǎo)教師評語：綜合評定成績：簽名：年月日基于VFW的視頻圖像采集與回放摘要：隨著網(wǎng)絡(luò)和信息技術(shù)的日益深入以及廣泛應(yīng)用，人們對于多媒體技術(shù)的需求越來越高，其中視頻采集技術(shù)是其中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。Windows系統(tǒng)為視頻采集提供了多種實(shí)現(xiàn)技術(shù)，比如在MCI（多媒體控制接口）發(fā)展起來的VFW（Videoforwindows）和DirectShow技術(shù)。 本實(shí)驗(yàn)通過研究VFW技術(shù)結(jié)構(gòu)和分析AVIcap類的視頻采集原理，在windows的VC++6.0編程環(huán)境中實(shí)現(xiàn)了對視頻設(shè)備的枚舉和采集，灰度化并預(yù)覽視頻的一些功能。關(guān)鍵詞：視頻采集VFWVC++灰度化引言：視頻圖像的采集與處理在現(xiàn)今的圖像處理系統(tǒng)中占有重要地位。微軟推出的VFW是關(guān)于數(shù)字視頻的一個(gè)開發(fā)包，優(yōu)點(diǎn)是不依賴任何硬件，提供了標(biāo)準(zhǔn)的開發(fā)接口，使得開發(fā)過程變得方便快捷，尤其適用于現(xiàn)在的USB接口的各種攝像頭。1、VFW結(jié)構(gòu)和開發(fā)環(huán)境簡介VFW主要由以下六個(gè)模塊組成：（1）AVICAP.DLL：包含了執(zhí)行視頻捕獲的函數(shù)，它給AVI文件I/O和視頻、音頻設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序提供一個(gè)高級接口；（2）MSVIDEO.DLL：用一套特殊的DrawDib函數(shù)來處理屏幕上的視頻操作；（3）MCIAVI.DRV：此驅(qū)動(dòng)程序包括對VFW的MCI命令的解釋器（4）AVIFILE.DLL：支持由標(biāo)準(zhǔn)多媒體I/O（mmio）函數(shù)提供的更高的命令來訪問.AVI文件；（5）壓縮管理器（ICM）：管理用于視頻壓縮－解壓縮的編解碼器（CODEC）；（6）音頻壓縮管理器ACM：提供與ICM相似的服務(wù)，不同的是它適于波形音頻。在VC++開發(fā)環(huán)境中調(diào)用VFW和使用其它開發(fā)包沒有什么不同，只是需要將VFW32.lib文件加入工程中，但在開放視頻捕捉與壓縮管理程序時(shí)需要其它軟件硬件設(shè)置。VFW為AVI文件提供了豐富的處理函數(shù)和宏定義，AVI文件的特點(diǎn)在于它是典型的數(shù)據(jù)流文件，它由視頻流、音頻流、文本流組成。所以對AVI文件的處理主要是處理文件流。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)：win7，64位旗艦版，開發(fā)環(huán)境：VC++6.0，由于使用了VFW開發(fā)包，所以要在頭文件里面加上#include<vfw.h>和#pragmacomment(lib,"vfw32.lib")2、枚舉計(jì)算機(jī)采集設(shè)備枚舉采集設(shè)備主要通過capGetDriverDescription函數(shù)來實(shí)現(xiàn)?？梢酝ㄟ^循環(huán)枚舉索引值為0-9時(shí)函數(shù)的返回值，如果返回為真則此索引對應(yīng)的設(shè)備存在，就可以獲得設(shè)備的描述信息。流程如下：Step1：定義設(shè)備名稱和版本號Step2：設(shè)置0-9的循環(huán)Step3：如果設(shè)備返回值為True，則添加驅(qū)動(dòng)器名稱到列表組合框中用capGetDriverDescription函數(shù)去獲取機(jī)器上安裝的捕捉驅(qū)動(dòng)的名字和版本charszDeviceName[80];//用來存放設(shè)備名稱charszDeviceVersion[80];//用來存放驅(qū)動(dòng)版本for(wIndex=0;wIndex<10;wIndex++){if(capGetDriverDescription(wIndex,szDeviceName,sizeof(szDeviceName),szDeviceVersVersion，sizeof(szDeviceVersion))//wIndex:索引號{//把驅(qū)動(dòng)的名字添加到一個(gè)list里面，來供使用者選?。粆}3、視頻源連接及視頻預(yù)覽 首先通過capCreateCaptureWindow函數(shù)來創(chuàng)建一個(gè)采集窗體：m_hWndVideo=capCreateCaptureWindow(Mycap//窗口名稱WS_CHILD|WS_VISIBLE,//窗口類型150,40,250,250,//窗口位置和尺寸m_hWnd,//父窗口的句柄0//窗口的ID號)然后將創(chuàng)建的窗體連接到視頻設(shè)備驅(qū)動(dòng)上：m_flag=capDriverConnect(m_hWndVideo,0) 最后是設(shè)置幀數(shù)和顯示方式：capPreviewRate(m_hWndVideo,20);CapPreview(m_hWndVideo,TRUE);這樣，就完成了視頻預(yù)覽4、視頻灰度化灰度圖就是只包含亮度不包含色彩信息的圖像。計(jì)算機(jī)把亮度值進(jìn)行量化分成0-255共256個(gè)級別，其中0最暗，255最亮。對于RGB圖像進(jìn)行灰度化，就是對圖像的RGB三個(gè)分量進(jìn)行加權(quán)平均得到最終的灰度值。一般有：（1）加權(quán)平均法：Gray=B；Gray=G；Gray=R，即用R、G、B三個(gè)分量以不同的權(quán)值進(jìn)行加權(quán)平均；（2）最大值法Gray=max(B+G+R)，將彩色圖像中的三分量亮度的最大值作為灰度圖的灰度值。（3）平均值法：Gray=(B+G+R)/3將彩色圖像中的三分量亮度求平均值得到一個(gè)灰度圖。灰度化視頻預(yù)覽的實(shí)現(xiàn)步驟為：Step1：通過回調(diào)函數(shù)讀取采集設(shè)備中的每一幀的位圖；Step2：采用灰度化算法將位圖灰度化；Step3：把灰度化以后的數(shù)據(jù)寫入圖片矩陣；Step4：不斷的將灰度化以后的圖像刷新到灰度化預(yù)覽區(qū)域?qū)崿F(xiàn)灰度化預(yù)覽。部分代碼如下：（matlab）x=imread('c:\test\1.jpg');%讀取RGB格式的圖像y1=rgb2gray(x);%用已有的函數(shù)進(jìn)行RGB到灰度圖像的轉(zhuǎn)換[rows,cols,colors]=size(x);%得到原來圖像的矩陣的參數(shù)y2=zeros(rows,cols);%用得到的參數(shù)創(chuàng)建一個(gè)全零的矩陣，這個(gè)矩%陣用來存儲用下面的方法產(chǎn)生的灰度圖像y2=uint8(y2);%將創(chuàng)建的全零矩陣轉(zhuǎn)化為uint8格式，因%為用上面的語句創(chuàng)建之后圖像是double型的y3=zeros(rows,cols);y3=uint8(y3);fori=1:rowsforj=1:colssum1=0;sum2=0;fork=1:colorssum1=sum1+x(i,j,k)/3;%用均值法進(jìn)行RGB到%灰度圖像的轉(zhuǎn)換sum2=sum2+max(x(i,j,k));%用最大值法進(jìn)行%RGB到灰度圖像轉(zhuǎn)換endy2(i,j)=sum1;%將得到的加權(quán)平均值作為對應(yīng)像素點(diǎn)的灰度值y3(i,j)=sum2;%將得到的簡單平均值作為對應(yīng)像素點(diǎn)的灰度值endendimwrite(y1,'c:\test\lan1.jpg');%將轉(zhuǎn)換后圖像以bmp格式寫入文件1imwrite(y2,'c:\test\lan2.jpg');%將轉(zhuǎn)換后圖像以bmp格式寫入文件2imwrite(y3,'c:\test\lan3.jpg');%將轉(zhuǎn)換后圖像以bmp格式寫入文件3subplot(2,1,1);%顯示第1幅圖像imshow(x);%顯示原來的RGB圖像subplot(2,2,2);%顯示第2幅圖像imshow(y1,256);%顯示經(jīng)過系統(tǒng)函數(shù)運(yùn)算過的灰度圖像subplot(2,1,1);%顯示第3幅圖像imshow(y2,256);%顯示均值法轉(zhuǎn)化之后的灰度圖像subplot(2,2,1);%顯示第4幅圖像imshow(y3,256);%顯示最大值法轉(zhuǎn)化之后的灰度圖像5、總結(jié)與展望本人通過對VFW開發(fā)包的研究，掌握了一些圖像處理的基礎(chǔ)理論和實(shí)現(xiàn)方法，學(xué)習(xí)了有關(guān)VC++的編程方法，設(shè)計(jì)了基于VFW的視頻圖像采集與回放實(shí)驗(yàn)，并取得了良好的實(shí)驗(yàn)效果。總結(jié)全文，主要做了以下工作：1、資料查閱：通過查閱國內(nèi)外視頻技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用范圍的資料，明確了本實(shí)驗(yàn)的提出意義和設(shè)計(jì)目標(biāo)；2、編程方面：認(rèn)真學(xué)習(xí)了VC++面向?qū)ο蟮木幊谭椒?，在熟悉VC++的編程環(huán)境后，重點(diǎn)研究了VFW技術(shù)關(guān)于實(shí)現(xiàn)視頻圖像采集技術(shù)的實(shí)現(xiàn)和VC++關(guān)于圖像處理算法的編程方式；3、圖像處理：對圖像處理中經(jīng)典的算法進(jìn)行研究、探討和分析。在深入理解算法的基礎(chǔ)上，把算法轉(zhuǎn)化為計(jì)算機(jī)語言，并在VC++6.0環(huán)境下編譯，進(jìn)而讓計(jì)算機(jī)對圖像進(jìn)行處理，主要是做了圖像灰度化算法。鑒于視頻圖像采集及處理系統(tǒng)的內(nèi)容豐富，而且時(shí)間有限，本次實(shí)驗(yàn)難以達(dá)到預(yù)想的完備性和創(chuàng)造性的要求，還有待進(jìn)一步完善和發(fā)展：1、只實(shí)現(xiàn)了簡單的視頻預(yù)覽，未涉及到視頻存儲以及視頻的編碼解碼；2、只實(shí)現(xiàn)了簡單的圖像算法，還需對復(fù)雜的圖像算法做進(jìn)一步的研究。3、在灰度化過程中，由于在vc++6.0的環(huán)境下需要用到回調(diào)函數(shù)得到每一幀圖片的信息，這次實(shí)驗(yàn)的時(shí)間比較匆忙加上自己對這方面的不熟悉，并沒有能夠在vc++6.0編譯環(huán)境中實(shí)現(xiàn)灰度化，而是在matlab軟件中實(shí)現(xiàn)了對靜態(tài)圖片的灰度化處理。雖然編譯的環(huán)境不同，但是我覺得基本的原理還是相同的。而且matlab中有比vfw更豐富的函數(shù)數(shù)據(jù)庫，所以操作起來要更方便快捷一些。希望以后能夠?qū)σ陨喜蛔惴矫媾︺@研，增強(qiáng)知識面的廣度和深度，能夠應(yīng)用到實(shí)際的開發(fā)需求當(dāng)中去。參考文獻(xiàn)[1]劉直芳，王運(yùn)瓊，朱敏．?dāng)?shù)字圖像處理與分析[M]．北京：清華人學(xué)出版社，2006.[2]張宏林．精通VisualC++數(shù)字圖像處理典型算法及實(shí)現(xiàn)[M]．北京：人民郵電出版社，2