足球比赛视频转播增强现实系统研究

论文摘要

增强现实技术（AR-Augmented Reality）一种将真实世界的图像或视频信息和计算机产生的虚拟信息“无缝”集成的技术,通过将虚拟物体实时、精准地叠加到真实视频场景中去,增强现实技术实现了对真实场景的增强和补充。本论文主要目标是设计和实现一套适用于足球比赛视频转播的视频增强现实系统。根据视频增强现实系统的特点和实时性的要求,我们采用了Visual C++6 .0和Directshow以及Intel OpenCV库进行系统开发。论文首先介绍了视频增强现实系统中的系统标定技术,提出了基于场景特征的视频增强现实系统标定算法,通过计算绝对二次曲线在场景中所成的像和平面间的单应性矩阵对系统进行标定,实验结果表明算法简单易行且具有很高的鲁棒性。接着论文详细阐述了用于足球比赛视频转播的增强现实系统的具体实现。论文首先分析了具体的系统要求,接着给出了足球比赛视频转播增强现实系统的设计和实现方案。论文详细说明了系统硬件和软件系统的原理和具体实现方法,给出了系统的硬件和软件构成,着重对系统软件平台的实现进行了详尽地说明,重点分析和说明了视频捕获和处理模块、虚拟物体注册与添加模块、摄像机运动控制模块等的实现。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 增强现实技术概述
• 1.2 课题来源
• 1.3 应用价值及国内外研究现状
• 1.4 本文的主要工作和章节安排
• 第二章 视频增强现实系统的标定技术
• 2.1 相机成像模型
• 2.2 摄像机畸变校正
• 2.2.1 成像畸变的分类
• 2.2.2 视频增强现实系统的畸变校正算法
• 2.3 视频增强现实系统的标定算法
• 2.3.1 绝对二次曲线与圆环点
• 2.3.2 视频增强现实系统的静态定位算法
• 2.3.3 视频增强现实系统的动态定位算法
• 第三章 视频增强现实系统的系统构架
• 3.1 视频增强现实系统的具体要求
• 3.2 视频增强现实系统的构成
• 3.3 视频增强现实系统的工作原理
• 3.4 视频增强现实系统实验平台
• 第四章 视频增强现实系统硬件系统的实现
• 4.1 视频增强现实系统上位机的硬件实现
• 4.2 视频增强现实系统下位机的硬件实现
• 第五章 视频增强现实系统软件平台的实现
• 5.1 视频增强现实系统下位机软件系统的实现
• 5.1.1 下位机通信模块的实现
• 5.1.2 步进电机驱动模块的实现
• 5.2 视频增强现实系统视频捕获与处理的实现
• 5.2.1 视频捕获和处理模块的软件平台
• 5.2.2 视频捕获和处理模块的具体实现
• 5.3 摄像机运动控制模块的实现
• 5.3.1 上位机和下位机的通信的实现
• 5.3.2 主程序和控制程序间通信的实现
• 5.4 虚拟信息的注册与添加模块的实现
• 5.4.1 系统静态注册模块的实现
• 5.4.2 系统动态注册模块的实现
• 5.4.3 虚拟物体的添加模块实现
• 5.5 应用程序界面和实验结果
• 5.5.1 视频增强现实系统的程序界面
• 5.5.2 实验结果
• 总结与展望
• 本文工作总结
• 未来的工作
• 致谢
• 参考文献
• 研究成果