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在军事及民用领域中,空中机器人有着广泛的应用价值,一直受到国内外政府和民间的普遍重视。空中机器人是一个极具挑战性的多学科交叉的前沿性研究课题,吸引了各国专家学者的注意,而图像处理系统作为空中机器人系统组成中极其重要的一部分,在空中机器人完成图像采集、压缩处理、网络无线传输等任务,是空中机器人实现目标检测、定位导航等应用的基础所在。本文介绍了一个实时的空中机器人图像采集、压缩处理、网络传输等完整的图像处理系统的分析与实现。这个图像系统共包括基于Video4Linux2的图像采集程序设计、基于FFmpeg开源库的压缩编码以及基于RTSP协议的实时网络传输程序实现等三大部分。主要研究内容如下:
⑴采用Video4Linux2提供的数据结构、应用函数等,实现了在Linux环境下USB摄像头图像数据的采集功能,并运用GTK库显示和播放了其视频图像。运用Linux标准库函数实现了数字图像的采集,对基于Linux内核的后续图像应用开发具有实用意义。
⑵在介绍图像压缩原理和MPEG-4动态视频编码格式的相关概念的基础上,将图像采集程序集成为一个Webcam类,利用开源项目组FFMPEG提供的视频编解码库,编写图像压缩程序,实现对摄像头采集的原始视频图像进行实时的MPEG-4格式压缩,完成了从图像采集到图像压缩的工作。
⑶分别介绍了流式传输的概念以及RTSP协议工作体系,并以Linux系统为平台,利用开源LIVE库并结合图像采集以及图像压缩程序,给出了RTSP流媒体服务器的程序设计开发,实现了从图像采集、压缩到最后实时传输的完整方案。
⑷物体的颜色信息是物体的固有特征,利用目标的颜色特征对目标进行跟踪还可以解决目标被遮断后丢失的问题,CamShift跟踪算法正是基于此原理。利用OPENCV开源库,实现了CamShift算法,对图像进行简单处理和目标检测,同时对于后续的目标检测和定位导航问题也有一定得借鉴作用。