综合课程设计报告正文及参考文献2015

南京理工大学控制系统综合课程设计报告姓名: 周宇浩学号：912110200339学院(系):自动化专业:自动化指导教师: 戚国庆基于VFW的视频图像采集与回放摘要：随着网络和信息技术的日益深入以及广泛应用，人们对于多媒体技术的需求越来越高，其中视频采集技术是其中的关键环节。

Windows系统为视频采集提供了多种实现技术，比如在MCI（多媒体控制接口）发展起来的VFW（Video for windows）和DirectShow技术。

本实验通过研究VFW技术结构和分析AVIcap类的视频采集原理，在windows 的VC++6.0编程环境中实现了对视频设备的枚举和采集，灰度化并预览视频的一些功能。

关键词：视频采集 VFW VC++ 灰度化引言：视频图像的采集与处理在现今的图像处理系统中占有重要地位。

微软推出的VFW是关于数字视频的一个开发包，优点是不依赖任何硬件，提供了标准的开发接口，使得开发过程变得方便快捷，尤其适用于现在的USB接口的各种摄像头。

1、VFW结构和开发环境简介VFW主要由以下六个模块组成：（1）AVICAP.DLL：包含了执行视频捕获的函数，它给AVI文件I/O和视频、音频设备驱动程序提供一个高级接口；（2）MSVIDEO.DLL：用一套特殊的DrawDib函数来处理屏幕上的视频操作；（3）MCIAVI.DRV：此驱动程序包括对VFW的MCI命令的解释器（4）AVIFILE.DLL：支持由标准多媒体I/O（mmio）函数提供的更高的命令来访问.AVI 文件；（5）压缩管理器（ICM）：管理用于视频压缩－解压缩的编解码器（CODEC）；（6）音频压缩管理器ACM：提供与ICM相似的服务，不同的是它适于波形音频。

在VC++开发环境中调用VFW和使用其它开发包没有什么不同，只是需要将VFW32.lib文件加入工程中，但在开放视频捕捉与压缩管理程序时需要其它软件硬件设置。

VFW为AVI文件提供了丰富的处理函数和宏定义，AVI文件的特点在于它是典型的数据流文件，它由视频流、音频流、文本流组成。

所以对AVI文件的处理主要是处理文件流。

计算机系统：win7，64位旗舰版，开发环境：VC++6.0，由于使用了VFW开发包，所以要在头文件里面加上#include < vfw.h >和#pragma comment(lib,"vfw32.lib")2、枚举计算机采集设备枚举采集设备主要通过capGetDriverDescription函数来实现。

可以通过循环枚举索引值为 0-9 时函数的返回值，如果返回为真则此索引对应的设备存在，就可以获得设备的描述信息。

流程如下：Step1：定义设备名称和版本号Step2：设置0-9的循环Step3：如果设备返回值为True，则添加驱动器名称到列表组合框中用capGetDriverDescription函数去获取机器上安装的捕捉驱动的名字和版本char szDeviceName[80];//用来存放设备名称char szDeviceVersion[80];//用来存放驱动版本for(wIndex=0;wIndex<10;wIndex++){if(capGetDriverDescription(wIndex,szDeviceName,sizeof(szDeviceName), szDeviceVersVersion，sizeof(szDeviceVersion))//wIndex:索引号{//把驱动的名字添加到一个list里面，来供使用者选取；}}3、视频源连接及视频预览首先通过capCreateCaptureWindow函数来创建一个采集窗体：m_hWndVideo = capCreateCaptureWindow (Mycap // 窗口名称WS_CHILD | WS_VISIBLE, //窗口类型150, 40, 250, 250, //窗口位置和尺寸m_hWnd, //父窗口的句柄0 //窗口的ID号)然后将创建的窗体连接到视频设备驱动上：m_flag = capDriverConnect (m_hWndVideo, 0)最后是设置帧数和显示方式：capPreviewRate (m_hWndVideo, 20);CapPreview (m_hWndVideo, TRUE);这样，就完成了视频预览4、视频灰度化灰度图就是只包含亮度不包含色彩信息的图像。

计算机把亮度值进行量化分成0-255共256个级别，其中0最暗，255最亮。

对于RGB图像进行灰度化，就是对图像的RGB三个分量进行加权平均得到最终的灰度值。

一般有：（1）加权平均法：Gray=B；Gray=G；Gray=R，即用R、G、B三个分量以不同的权值进行加权平均；（2）最大值法Gray=max(B+G+R)，将彩色图像中的三分量亮度的最大值作为灰度图的灰度值。

（3）平均值法：Gray=(B+G+R)/3 将彩色图像中的三分量亮度求平均值得到一个灰度图。

灰度化视频预览的实现步骤为：Step1：通过回调函数读取采集设备中的每一帧的位图；Step2：采用灰度化算法将位图灰度化；Step3：把灰度化以后的数据写入图片矩阵；Step4：不断的将灰度化以后的图像刷新到灰度化预览区域实现灰度化预览。

部分代码如下：（matlab）x=imread('c:\test\1.jpg'); %读取RGB格式的图像y1=rgb2gray(x); %用已有的函数进行RGB到灰度图像的转换[rows , cols , colors] = size(x); %得到原来图像的矩阵的参数y2=zeros(rows,cols); %用得到的参数创建一个全零的矩阵，这个矩%阵用来存储用下面的方法产生的灰度图像y2=uint8(y2); %将创建的全零矩阵转化为uint8格式，因%为用上面的语句创建之后图像是double型的y3=zeros(rows,cols);y3=uint8(y3);for i=1:rowsfor j=1:colssum1=0;sum2=0;for k=1:colorssum1=sum1+x(i,j,k)/3; %用均值法进行RGB到%灰度图像的转换sum2=sum2+max(x(i,j,k));%用最大值法进行%RGB到灰度图像转换endy2(i,j)=sum1; %将得到的加权平均值作为对应像素点的灰度值y3(i,j)=sum2; %将得到的简单平均值作为对应像素点的灰度值endendimwrite(y1,'c:\test\lan1.jpg'); %将转换后图像以bmp格式写入文件1imwrite(y2,'c:\test\lan2.jpg'); %将转换后图像以bmp格式写入文件2imwrite(y3,'c:\test\lan3.jpg'); %将转换后图像以bmp格式写入文件3subplot(2,1,1); %显示第1幅图像imshow(x); %显示原来的RGB图像subplot(2,2,2); %显示第2幅图像imshow(y1,256); %显示经过系统函数运算过的灰度图像subplot(2,1,1); %显示第3幅图像imshow(y2,256); %显示均值法转化之后的灰度图像subplot(2,2,1); %显示第4幅图像imshow(y3,256); %显示最大值法转化之后的灰度图像5、总结与展望本人通过对VFW开发包的研究，掌握了一些图像处理的基础理论和实现方法，学习了有关 VC++的编程方法，设计了基于VFW的视频图像采集与回放实验，并取得了良好的实验效果。

总结全文，主要做了以下工作：1、资料查阅：通过查阅国内外视频技术的发展和应用范围的资料，明确了本实验的提出意义和设计目标；2、编程方面：认真学习了VC++面向对象的编程方法，在熟悉 VC++的编程环境后，重点研究了VFW 技术关于实现视频图像采集技术的实现和 VC++关于图像处理算法的编程方式；3、图像处理：对图像处理中经典的算法进行研究、探讨和分析。

在深入理解算法的基础上，把算法转化为计算机语言，并在VC++6.0环境下编译，进而让计算机对图像进行处理，主要是做了图像灰度化算法。

鉴于视频图像采集及处理系统的内容丰富，而且时间有限，本次实验难以达到预想的完备性和创造性的要求，还有待进一步完善和发展：1、只实现了简单的视频预览，未涉及到视频存储以及视频的编码解码；2、只实现了简单的图像算法，还需对复杂的图像算法做进一步的研究。

3、在灰度化过程中，由于在vc++6.0的环境下需要用到回调函数得到每一帧图片的信息，这次实验的时间比较匆忙加上自己对这方面的不熟悉，并没有能够在vc++6.0编译环境中实现灰度化，而是在matlab软件中实现了对静态图片的灰度化处理。

虽然编译的环境不同，但是我觉得基本的原理还是相同的。

而且matlab中有比vfw更丰富的函数数据库，所以操作起来要更方便快捷一些。

希望以后能够对以上不足方面努力钻研，增强知识面的广度和深度，能够应用到实际的开发需求当中去。

参考文献[1]刘直芳，王运琼，朱敏．数字图像处理与分析[M]．北京：清华人学出版社，2006.[2]张宏林．精通 Visual C++数字图像处理典型算法及实现[M]．北京：人民邮电出版社，2008.[3]马兰,万棣.精通Visual C++：视频、音频编解码技术[M].人民邮电出版社，2008.[4]彭佩．基于 VFW 的视频媒体捕捉方法的实现[J]．电脑知识与技术：2006：160-161．[5]李江华,谢红,王晓丹.基于VFW实时视频捕获原理与实现[j].应用科技:2005(32):9.[6]徐从东,罗家融,王树坤.基于VFW的视频图像叠加与播放方法[j].计算机工程与设计:2007(28):100-102。