Блог

Я собираюсь работать над самостоятельно выбранным проектом для моего курса сетевого обучения в колледже, и у меня просто возникла пара вопросов, которые помогут мне начать работу в правильном направлении.

Мой проект будет включать в себя создание новой «физической» ссылки, по которой данные в виде текста будут передаваться с одного компьютера на другой. В этой ссылке будет задействован один компьютер с веб-камерой, который считывает серию мигающих цветов (черный / белый) в двоичном формате и преобразует его в текст. Каждая серия вспышек будет имитировать пакет данных. Я буду использовать OSX и встроенную веб-камеру в Macbook, мигающий компьютер будет либо Windows, либо osx.

Итак, мои вопросы: какие языки программирования или API лучше всего подходят для чтения данных веб-камеры в реальном времени и анализа цвета определенной области, а также программирования и синхронизации вспышек? Кроме того, нужно ли мне беспокоиться о соответствии скорости вспышки «пишущего» компьютера и скорости захвата кадров «считывающего» компьютера?

Спасибо за любую помощь, которую вы могли бы предоставить.

Что касается скорости захвата кадров, теорема выборки Шеннона гласит, что «идеальная реконструкция сигнала возможна, когда частота дискретизации более чем в два раза превышает максимальную частоту дискретизируемого сигнала». Другими словами, если ваш мигающий индикатор переключается 10 раз в секунду, вам нужна камера со скоростью более 20 кадров в секунду, чтобы правильно это зафиксировать. Итак, в основном проверьте характеристики вашей камеры, разделите на 2, немного уменьшите полученное значение, и у вас будет максимальная частота мигания.

Все, что может получить кадры, будет работать. Если условия освещения, в которых работает камера, будут стабильными, а положение источника света на изображениях будет статичным, тогда будет очень легко проверить средние значения пикселей в определенной области.

Если вам нужна дополнительная обработка изображений, вам, вероятно, следует также узнать об OpenCV (он имеет привязки к каждому языку программирования).

Чтобы ответить на ваш вопрос о выборе языка, я бы рекомендовал java. Java Media Framework великолепен и прост в использовании. В прошлом я использовал его для захвата видео с веб-камер. Однако имейте в виду, что все, кого вы спросите, порекомендуют другой язык — у каждого свои предпочтения!

Что вы используете в качестве мигающего устройства? Какого расстояния вы пытаетесь достичь? Стоит подумать о том, как вы собираетесь заставить приемник распознавать, где в захваченном изображении искать вспышки. Может потребоваться какой-то фидуциарный маркер. Более длинные диапазоны усложнят решение этой проблемы.

Если вы думаете о более коротких диапазонах, рассматривали ли вы возможность использования двумерного передатчика? (учитывая, что вы используете двумерный приемник, это имеет смысл) и, возможно, у вас есть передатчик, который отображает последовательность QR-кодов (или аналогичных кодировок) на мониторе?

Вам нужно будет рассмотреть какое-то кодирование с исправлением ошибок, например код Хэмминга. В то время как кодирование увеличит объем данных, это может дать вам в целом лучшую пропускную способность, учитывая, что вы можете увеличить скорость намного выше, не беспокоясь о нечетном поврежденном бите.

Некоторые материалы типа «оценки» могут включать в себя обсуждение очевидных рисков безопасности при использовании такого канала — любой, кто находится в прямой видимости от передатчика, может подслушивать! Вы могли бы предложить в своей статье использовать какое-либо шифрование, подойдет блочный шифр в CBC, но для этого потребуется обмен ключами перед передачей, чтобы вы могли подумать о шифровании с открытым ключом.