基于DirectShow技术的虚拟演播室系统的研究与实现

摘要

本文旨在创建一个基于PC机及DirectX技术的虚拟演播室系统，使得虚拟演播室这一高科技产物在中小型用户中推广成为可能。 从虚拟演播室系统的实现出发，首先在理论上阐述了虚拟演播室的关键技术(摄像机跟踪、计算机虚拟场景生成及视频的合成)以及现存虚拟演播室系统的优缺点，确定了基于PC机和DirectX技术开发虚拟演播室系统的方案；其次对虚拟演播室系统的视频合成技术进行了深入研究，通过分析比较不同抠像算法选取基于．Alpha值的抠像算法，并在估算Alpha值时引入了一种快速计算方法；然后介绍了DirectShow技术，重点对开发Filter组件及其相关技术进行了论述；最后，提出了基于PC机与DirectX技术的虚拟演播室系统的总体设计方法与解决方案。 在此基础上实现基于MFC框架的系统UI模块，提供系统管理、虚拟场景库管理、视频采集设备库管理、本地视频库管理和视频合成等功能；实现基于DirectShow框架的视频合成模块，提供视频采集、虚拟场景视频源、视频抠像、字符叠加Filter等功能，通过与基于Direct3D技术的虚拟场景模块的无缝结合，最终完成了基于PC机及DirectX技术的虚拟演播室系统。 系统整体实现过程中采用面向对象技术，贯通设计模式的思想，使系统架构清晰，具有良好的可扩展性。

目录

文摘

英文文摘

第1章绪论

1.1引言

1.2虚拟演播室系统的研究背景

1.2.1虚拟演播室技术简介

1.2.2虚拟演播室系统国内外研究现状

1.2.3基于DirectX技术的虚拟演播室系统

1.3课题的主要研究内容与意义

第2章虚拟演播室视频合成技术

2.1键控技术

2.1.1键控技术的分类

2.1.2键控技术的发展

2.1.3虚拟演播室对键控技术的要求

2.2虚实合成同步技术

2.3本章小结

第3章DirectShow简介

3.1 DirectShow基础知识

3.1.1 DirectX

3.1.2 DirectShow

3.2 Filter原理

3.2.1 Filter的概述

3.2.2 Filter开发中的关键技术

3.2.3 Filter的仿真和调试

3.3 DirectShow的开发应用

3.3.1 DirectShow应用程序的开发

3.3.2 DirectShow组件的开发

3.4本章小结

第4章系统总体设计

4.1系统的意义

4.2系统的目标与功能

4.2.1系统的目标

4.2.2系统的功能

4.3系统的设计方法与总体结构设计

4.3.1系统的设计方法

4.3.2系统的总体结构设计

4.4系统的硬件环境与开发环境

4.5本章小结

第5章关键技术问题及解决方案

5.1视频采集

5.1.1 DirectShow对视频采集卡的支持

5.1.2 DirectShow框架下视频采集流程

5.1.3视频采集模块的具体实现

5.2虚拟场景视频源

5.2.1虚拟场景视频源的分析与设计

5.2.2虚拟场景视频源的实现

5.3视频抠像

5.3.1抠像算法

5.3.2抠像Filter

5.3.3优化技术

5.4字符叠加Filter

5.4.1字符叠加Filter的分析与设计

5.4.2字符叠加Filter的实现

5.5设计模式在系统中的应用

5.5.1设计模式

5.5.2具体实现

5.6系统效果图

5.7本章小结

结论与展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文