Kinect开发教程八：OpenNI2显示深度、彩色及融合图像

来源：互联网发布：林彪的军事才能知乎编辑：程序博客网时间：2024/04/18 23:26

在《Kinect开发教程二：OpenNI读取深度图像与彩色图像并显示》中，小斤介绍了OpenNI读取深度与彩色图像数据的方法，并且借助OpenCV进行显示。

OpenNI2在接口上与OpenNI有了较大变化，具体更新可以查看《OpenNI Migration Guide》。从获取深度，彩色传感器的数据而言，小斤觉得调用更为直观，但对于Kinect，一大缺憾是不支持OpenNI2提供的深度与彩色图像配准的方法（体现在下文中的device.isImageRegistrationModeSupported()方法）。

但使用Kinect的童鞋也不必沮丧，在OpenNI2.1 beta中，小斤看到了新增的convertDepthToColorCoordinates()方法可以做一些深度与彩色坐标数据的转化，它的效果应该是与device.setImageRegistrationMode( IMAGE_REGISTRATION_DEPTH_TO_COLOR )类似的，有兴趣的童鞋可以尝试一下。

在显示方面，小斤还是使用OpenCV，这次是使用OpenCV的C++接口进行操作。

[cpp] view plaincopy
/************************* 
OpenNI2 Deep, Color and Fusion Image 
Author: Xin Chen, 2013.2 
Blog: http://blog.csdn.net/chenxin_130 
*************************/  
  
#include <stdlib.h>  
#include <iostream>  
#include <string>  
#include "OpenNI.h"  
#include "opencv2/core/core.hpp"  
#include "opencv2/highgui/highgui.hpp"  
#include "opencv2/imgproc/imgproc.hpp"  
using namespace std;  
using namespace cv;  
using namespace openni;  
  
void CheckOpenNIError( Status result, string status )  
{   
    if( result != STATUS_OK )   
        cerr << status << " Error: " << OpenNI::getExtendedError() << endl;  
}  
  
int main( int argc, char** argv )  
{  
    Status result = STATUS_OK;    
      
    //OpenNI2 image  
    VideoFrameRef oniDepthImg;  
    VideoFrameRef oniColorImg;  
  
    //OpenCV image  
    cv::Mat cvDepthImg;  
    cv::Mat cvBGRImg;  
    cv::Mat cvFusionImg;  
      
    cv::namedWindow("depth");  
    cv::namedWindow("image");  
    cv::namedWindow("fusion");  
    char key=0;  
  
    //【1】  
    // initialize OpenNI2  
    result = OpenNI::initialize();  
    CheckOpenNIError( result, "initialize context" );    
  
    // open device    
    Device device;  
    result = device.open( openni::ANY_DEVICE );  
  
    //【2】  
    // create depth stream   
    VideoStream oniDepthStream;  
    result = oniDepthStream.create( device, openni::SENSOR_DEPTH );  
  
    //【3】  
    // set depth video mode  
    VideoMode modeDepth;  
    modeDepth.setResolution( 640, 480 );  
    modeDepth.setFps( 30 );  
    modeDepth.setPixelFormat( PIXEL_FORMAT_DEPTH_1_MM );  
    oniDepthStream.setVideoMode(modeDepth);  
    // start depth stream  
    result = oniDepthStream.start();  
   
    // create color stream  
    VideoStream oniColorStream;  
    result = oniColorStream.create( device, openni::SENSOR_COLOR );  
    // set color video mode  
    VideoMode modeColor;  
    modeColor.setResolution( 640, 480 );  
    modeColor.setFps( 30 );  
    modeColor.setPixelFormat( PIXEL_FORMAT_RGB888 );  
    oniColorStream.setVideoMode( modeColor);  
      
//【4】  
    // set depth and color imge registration mode  
    if( device.isImageRegistrationModeSupported(IMAGE_REGISTRATION_DEPTH_TO_COLOR ) )  
    {  
        device.setImageRegistrationMode( IMAGE_REGISTRATION_DEPTH_TO_COLOR );  
    }  
    // start color stream  
    result = oniColorStream.start();    
  
    while( key!=27 )   
    {    
        // read frame  
        if( oniColorStream.readFrame( &oniColorImg ) == STATUS_OK )  
        {  
            // convert data into OpenCV type  
            cv::Mat cvRGBImg( oniColorImg.getHeight(), oniColorImg.getWidth(), CV_8UC3, (void*)oniColorImg.getData() );  
            cv::cvtColor( cvRGBImg, cvBGRImg, CV_RGB2BGR );  
            cv::imshow( "image", cvBGRImg );  
        }  
    
        if( oniDepthStream.readFrame( &oniDepthImg ) == STATUS_OK )  
        {  
            cv::Mat cvRawImg16U( oniDepthImg.getHeight(), oniDepthImg.getWidth(), CV_16UC1, (void*)oniDepthImg.getData() );  
            cvRawImg16U.convertTo( cvDepthImg, CV_8U, 255.0/(oniDepthStream.getMaxPixelValue()));  
            //【5】  
            // convert depth image GRAY to BGR  
            cv::cvtColor(cvDepthImg,cvFusionImg,CV_GRAY2BGR);  
            cv::imshow( "depth", cvDepthImg );  
        }  
        //【6】  
        cv::addWeighted(cvBGRImg,0.5,cvFusionImg,0.5,0,cvFusionImg);  
        cv::imshow( "fusion", cvFusionImg );  
        key = cv::waitKey(20);  
    }  
  
    //cv destroy  
    cv::destroyWindow("depth");  
    cv::destroyWindow("image");  
    cv::destroyWindow("fusion");  
  
    //OpenNI2 destroy  
    oniDepthStream.destroy();  
    oniColorStream.destroy();  
    device.close();  
    OpenNI::shutdown();  
  
    return 0;  
}  

小斤由上到下解释一把：

【1】使用OpenNI::initialize()方法进行初始化，对于错误处理，可以使用OpenNI::getExtendedError()方法。在这里，Device对象打开任意一个可用设备。

【2】在OpenNI2中，可以通过创建VideoStream视频流对象来读取设备的深度图像和色彩图像数据。

【3】对于VideoStream视频流对象，我们可以设备它的Mode，包括分辨率，FPS，像素格式等等。对于像素格式的类型，可以使用VideoStream的getSensorInfo()方法获得，目前Kinect只有PIXEL_FORMAT_DEPTH_1_MM可供选择。

【4】如果设备支持深度与彩色图像配准的话，小斤在这里使用OpenNI2自带的接口进行配准。在while循环中，各个VideoStream对象通过readFrame()来读取对应的图像数据。

【5】将OpenNI的图像数据转换为OpenCV可显示的图像格式。对于彩色图像，可以先将数据塞入OpenCV三通道(8位)RGB对象，再转换到BGR来显示。对于深度图像，先放入单通道（16位）对象（这是因为深度数据的值域较大），最近将深度值等比例缩小到[0,255]的值域中，作为灰度图显示。

【6】最后的图像融合，由于addWeighted()方法需要两个输入图像是同一类型，所以小斤首先将深度灰度图（单通道），转化为BGR图像，这样就与彩色图像一致了。再通过该方法进行融合，小斤使用的比例是0.5，0.5，也就是融合图像的每个像素点的值，都是(深度图像该点的像素值*0.5)+ (彩色图像该点的像素值*0.5)。

0 0