Kinect入门介绍---Kinect V2开发学习(1)

Kinect 传感器的工作原理 

Kinect 传感器是美国微软公司 2010 年推出的一款体态感知设备，它不需要用借助任何手柄之类的控制即可完成人与机器的交流，它一经面世便成为了研究的热门。该传感器的核心芯片是 PrimeSense 公司设计的，该芯片尤其适合复杂计算与算法设计。

Kinect 传感器由四个扬声器，两个麦克风阵列，一个高速 Flash，一个USB2.0 总线接口，三个摄像头，左边为一个红外发射器，可以向周围发射红外激光；右边则为一个红外接收器，用以接收环境中的红外激光散斑，采集周围场景深度信息，通过其内部芯片转换可传送 320×240 分辨率的深度图像。通过插值方法，Kinect 能够提供接近同步的彩色图像和深度图像，且两者分辨率可达到相同，采用简单的校准处理，可将彩色图像与深度图像对齐。

彩色摄像头用来采集 RGB 图像，通过增量直方图算法计算增量直方图，并通过粒子滤波算法计算权值；另外两个摄像头构成了 3D 深度传感器，其中红外发射器像被测恩替发射激光，CMOS 摄影机通过对反射光的探测获得一个深度场，从而采集深度信息，这些采集到的深度信息可以通过内部芯片转换为深度图像，从而得到被测物体的位置和形状，并且采集到的深度图像以 320x240 的分辨率传送。Kinect 传感器的驱动可以提供几乎同步的 RGB图像流和深度图像流与采集到的 RGB 图像与深度图像的像素点对应起来，通过 Kinect 传感器可以采集到获得基本的影像资料，然后实现对影像资料的辨识。Kinect 的适用范围为 1.2m~3.5m 之间。 

Kinect 相对普通相机的独特之处在于其使用 TOF(Time of Flying)技术获得景深数据从而生成深度图像，深度图像的每个像素数值都代表Kinect 距离此像素实际对应区域与相机的深度距离，因此 Kinect 能够直接输出三维空间信息。

 利用 Kinect 传感器拍照时，对被测物体周围的环境要求很低，不会受到光照、阴影、物体遮挡等条件所影响。而之所以 Kinect 传感器会具有如此独特的优势，与 Kinect 传感器的成像原理有很大的关系，主要是由于 Kinect 传感器采集的是深度图像的像素灰度值仅与距离有关，换句话说，利用 Kinect 传感器采集的图像信息是被测物体的距离，与其它的外在因素无关，因此，通过深度图像可以得到物体的三维坐标。而灰度值仅与视场 Z 方向有关，正是由于深度图像的这些特性，使得运用深度图像成像的 Kinect 传感器具有很好的鲁棒性。

OpenNI(opennatural interface开放自然交互)是一个多语言，跨平台的框架，它定义了编写应用程序，并利用其自然交互的API。可以到这里下载。从名字判断其终极目标大约是实现少数派报告的效果，从目前放出来的一些demo，恐怕已经超越了这个终极目标。它不是专为Kinect开发，但有Kinect的生产商PrimeSense的支持。这个感觉也是目前相对来说用的比较多的非官方组合：SensorKinect + NITE + OpenNI；其中SensorKinect是Kinect的驱动。NITE是PrimeSense提供的中间件，可以分析Kinect读取的资料，输出人体动作等等。

Kinect 的另一个重要软件开发工具即为 Kinect for Windows SDK。Kinect 的 SDK 中含有许多独特的接口，能实现多种功能，比如，可以让操作人员轻松的获取 Kinect 采集的图像信息流数据，并进行一系列的应用开发；还提供有人体骨骼提取和语音识别等功能。SDK 的这些功能使得 Kinect 传感器更为广泛的应用。