Praca magisterska porusza zagadnienia związane z nowym typem usług telewizyjnych tzw. telewizją swobodnego punktu widzenia (FTV – Free viewpoint Television). Na całym świecie trwają intensywne badania nad systemami rejestracji wielowidokowych sekwencji wizyjnych, będącymi podstawą przy tworzeniu systemów FTV. Istniejące systemy rejestracji wielowidokowych sekwencji wizyjnych posiadają wiele wad ograniczających rozwój telewizji FTV. Celem pracy było zaprojektowanie taniego i prostego w obsłudze wielokamerowego systemu rejestracji sekwencji wizyjnych, będącego alternatywą dla systemów obecnie stosowanych. System zbudowany został w oparciu o tanie i powszechnie dostępne elementy. W projekcie wykorzystano kamery internetowe podłączane na USB. Opracowano moduł kamerowy zbudowany z kamery i mikrokomputera wyposażonego w kartę pamięci. Opracowano także dedykowane oprogramowanie: zarządcy - instalowane w module zarządzającym, służące do zarządzania modułami kamerowymi oraz modułu kamerowego, instalowane w mikrokomputerze, służące do obsługi kamer i przetwarzania obrazu. Opracowany system charakteryzuje się prostą budową i łatwością obsługi. Umożliwia dowolną modyfikację liczby kamer oraz precyzyjną synchronizację za pomocą przebadanych dwóch techniki synchronizacji: z użyciem modułu zarządzającego lub z wykorzystaniem zsynchronizowanych zegarów modułów kamerowych.

1. SYSTEM REJESTRACJI
WIELOWIDOKOWYCH SEKWENSCJI
WIZYJNYCH ZE SWOBODNYM
USTAWIENIEM KAMER
Autor: Mateusz Sokołowski
Promotor: dr inż. Tomasz Grajek

2. Telewizja swobodnego punktu
widzenia
System rejestracji
wielowidokowych sekwencji
wizyjnych
widoki wirtualne
SCENA
Przetwarzanie
danych
WyświetlanieObraz
przetworzony
Obrazy
z kamer

3. Założenia projektu
• System zbudowany z powszechnie dostępnych elementów;
• Niewielki koszt budowy;
• Dowolna liczba kamer;
• Synchronizacja kamer;
• System prosty w obsłudze;
• Zdalnych monitoring i sterowanie systemem;
• Podgląd obrazu z kamer w oknie programu zarządcy w czasie
rzeczywistym;
• Wykorzystanie sieci LAN do komunikacji;
• Rozdzielczość do 1280x720 punktów obrazu;
• Rejestracja nieskompresowanego obrazu.

4. Budowa systemu
Sieć LAN Komputer PC
Kamera USB Mikrokomputer
Karta pamięci
Moduł kamerowy
Kamera USB Mikrokomputer
Karta pamięci
Moduł kamerowy
Kamera USB Mikrokomputer
Karta pamięci
Moduł kamerowy
Moduł zarządzający

5. Użyte elementy

6. Zasada działania systemu
Rejestracja
obrazu
Kompresja Transmisja
Zapis na kartę
pamięci
Dekompresja
Wyświetlenie
obrazu
Moduł kamerowy Moduł zarządzający

7. Moduł kamerowy
Wątek 2
Wątek 1
Kolejka
FIFO
Rejestracja obrazu Konwersja Kompresja Wysłanie obrazu
Zapis na kartę
pamięci

8. Moduł zarządzający
Kolejka
FIFO
Wątek 1a
Odebranie
obrazu
Dekompresja Wyświetlenie
Wątek 1b
Kolejka
FIFO
Wątek N a
Odebranie
obrazu
Dekompresja Wyświetlenie
Wątek N b
Synchronizacja kamer

9. Synchronizacja z zarządcy
Moduł zarządzający
Nagraj obraz
Moduł 1 Moduł 2
Czas CzasCzas
Obraz nagrany
Obraz nagrany
Nagraj obraz
Obraz nagrany
Obraz nagrany
Nagraj obraz
- czas zapis obrazu

10. Synchronizacja zegarów
Moduł zarządzający
Nastawa fazy
Moduł 1 Moduł 2
Czas CzasCzas
Serwer NTP
Nastawa zegara
- okres pomiędzy kolejnymi
wywołaniami pobrania obrazu
Obraz nagrany Obraz nagrany
- czas zapis obrazu
Obraz nagrany Obraz nagrany

12. Podsumowanie
• Opracowano i zbudowano system rejestracji wielowidokowych
sekwencji wizyjnych;
• Użyto tanie i powszechnie dostępne elementy;
• Opracowano i zaimplementowano oprogramowanie dla modułu
kamerowego i zarządzającego systemu;
• Opracowano i zaimplementowano dwa algorytmy synchronizacji
kamer;
• Przeprowadzono testy zbudowanego systemu;
• Pozytywnie oceniono działanie systemu oraz metody synchronizacji
kamer.

13. Dziękuję za uwagę