INSTITUTO DE ASTROFSICA DE CANARIAS Realizacin de Software

INSTITUTO DE ASTROFÍSICA DE CANARIAS Realización de Software en el proyecto EAV Autor: Jorge Maella Mareca Dirección: Luis Fernando Rodríguez Ramos Nicolás Sosa García Jorge Maella Mareca Instituto de Astrofísica de Canarias Área de Instrumentación

Contenido de la exposición - Proyecto Espacio Acústico Virtual (EAV) - Adaptación del software a la nueva plataforma - Proceso de Calibrado software de las cámaras. - Sonidos: Estructura actual y trabajos realizados. - Documentación. - Turno de preguntas. Jorge Maella Mareca Instituto de Astrofísica de Canarias Área de Instrumentación

Espacio Acústico Virtual -Objetivo: Percepción del entorno usando únicamente sonidos - Dispositivo electrónico: Transforma las imágenes del entorno en “imágenes sonoras” - Tecnología: Visión Espacial + Espacialización de sonidos - Destinado a las personas ciegas Jorge Maella Mareca Instituto de Astrofísica de Canarias Área de Instrumentación

Adaptación a la nueva plataforma: Prototipo Anterior - Computador modelo Matrox 4 Sight – II Framegrabber Matrox Meteor – II /Multi – Channel Captura de vídeo no entrelazado Captura de dos imágenes de 320 x 240 píxeles a la vez. Una de cada cámara. - Demasiado grande para ser portable. Motivación para el Cambio Jorge Maella Mareca Instituto de Astrofísica de Canarias Área de Instrumentación

Presentación de la nueva Plataforma - Computador Espresso Pocket PC Dimensiones reducidas, 150 x 106 x 32 mm. Potencia: Intel Celeron 700 MHz, 256 MB RAM Integra hardware de sonido Sound. Blaster compatible Jorge Maella Mareca Instituto de Astrofísica de Canarias Área de Instrumentación

Captura de Imágenes: USB + Vídeo entrelazado - Captura de imágenes mediante bus USB. - Inconveniente: Solo se puede capturar una señal de vídeo con USB - Cámaras deben poder trabajar en modo entrelazado. - Captura de una imagen 320 x 240 píxeles, que se separan en dos, derecha e izquierda de 320 x 120. - Líneas pares, cámara derecha e impares izquierda. Jorge Maella Mareca Instituto de Astrofísica de Canarias Área de Instrumentación

Software del EAV: Estructura + Cambios a realizar 1. Estructura del programa de Estereovisión: 1. Bucle que realiza lo siguiente: 1. Capturar Imágenes y rectificarlas 2. Transformarlas en imágenes sonoras. 3. Reproducir los sonidos e iterar en el proceso. 2. Primer trabajo: 1. Modificar la captura de vídeo con USB. Uso de las librerías hechas por Miguel Núñez. 2. Separar la imagen entrelazada en dos por software. Jorge Maella Mareca Instituto de Astrofísica de Canarias Área de Instrumentación

Software del EAV: Estructura + Cambios a realizar (2) - Problemillas. . . : Cambio en la versión de las librerías encargadas de la realización del cálculo estéreo de Videre. Design. Promoción de la versión 2. 1 a la 2. 3. Cambio en la versión del API de sonido Wave. Out. - Resultados: Buenos. Aumento en las prestaciones. Mayor número de imágenes capturadas por segundo. Picos de hasta 15 im/seg. Media entre 7 y 9. Versión anterior entre 6 y 7. Jorge Maella Mareca Instituto de Astrofísica de Canarias Área de Instrumentación

Calibrado Software de las Cámaras - ¿qué es? - Procedimiento para calcular un conjunto de parámetros de las lentes con ayuda de los cuales se realizará el cálculo estéreo de las imágenes para obtener el mapa de profundidades. - Parámetros de tipo, de distorsión individual de las lentes y relación espacial entre las dos cámaras. - Realizado con el software SRI Small Vision System del fabricante de las cámaras, Videre Design. - Mi Tarea: Estandarizar y Documentar el proceso. Jorge Maella Mareca Instituto de Astrofísica de Canarias Área de Instrumentación

Sonidos: Estructura del software encargado de la Reproducción. - Fichero de la colección de sonidos: Col. bin. 2. 5 Millones de muestras de 2 bytes - > 5 MBytes. Se carga a memoria al comenzar la ejecución - Datos Técnicos: Frecuencia de muestreo 48 KHz. Un sonido tiene 1024 muestras estéreo -> Duración: 21 ms Separación entre la emisión de 2 sonidos -> 1 ms. Máximo número de sonidos por frame -> 153. - Se envían a reproducir todos los sonidos de un frame mezclados por software. Jorge Maella Mareca Instituto de Astrofísica de Canarias Área de Instrumentación

Primera Tarea: Estudio de técnicas de compresión del buffer de sonidos 1. Motivación 1. Se espera tener colecciones de sonidos de cientos de Mbytes. 2. En los portátiles el consumo condiciona la memoria. 2. Estudio de varias técnicas: 1. Compresión en memoria sin pérdidas: 1. Redes neuronales, tablas de búsqueda, tablas estilo cache. 2. Compresión con pérdidas: Algoritmo de mu – law. 3. Compresión en disco: huffman, lempel/Ziv. 3. Estudio y documentación, no implementación. Jorge Maella Mareca Instituto de Astrofísica de Canarias Área de Instrumentación

Segunda Tarea: Búsqueda de una reproducción sonora más limpia. - Motivación: Dos defectillos en la reproducción: Entre la emisión de dos imágenes sonoras aparece siempre un pequeño silencio. Evitar cortes bruscos en la reproducción sonora. - Realización: Programación de otra manera del API Wave. Out CALLBACK + encolar paquetes de sonidos. Sincronización por cita con semáforos. - Prestaciones: Igual que el anterior, pero. . . Problema: Un frame siempre retrasa su emisión el tiempo de emisión de otro - > 172 ms. Eso es mucho. Jorge Maella Mareca Instituto de Astrofísica de Canarias Área de Instrumentación

El Reto: Búsqueda de la Polifonía en la emisión sonora. - Polifonía: Provocar que varios sonidos suenen a la vez sin tener que realizar la mezcla por software en nuestro programa. - Motivación: Evitar la diferencia en los niveles de amplitud sonoros. Actualmente Jorge Maella Mareca Instituto de Astrofísica de Canarias Deseo Área de Instrumentación

El Reto: Búsqueda de la Polifonía en la emisión sonora (2). - La polifonía es posible programando la reproducción sonora con el API Direct. Sound, parte de Direct. X. - Idea: Enviar a reproducir N sonidos cada N milisegundos. El API los mezcla con los que ya hay reproduciéndose. - Programación: Viable, Se Realizó: Uso de threads ó interrupciones de reloj. - Inconvenientes: Se producen multitud de retardos que impiden que la reproducción quede limpia El sistema operativo, el API o el hardware. - Es un tema abierto que da mucho juego, en un futuro se puede continuar con él. Jorge Maella Mareca Instituto de Astrofísica de Canarias Área de Instrumentación

Documentación - Finalizo con la lista de documentos realizados: - “Vision. Espresso. USB_v 1. 1. doc” - “Calibrado_v 1. 2. doc” - “Alternativas. De. Compresion_v 1. 0. doc” - “Vision. Sonidos. Modificados_v 1. 1. doc” - “Vision. Polifonia. DS_v 1. 0. doc” - “Estado. Del. Software. EAV_v 1. 0. doc” Jorge Maella Mareca Instituto de Astrofísica de Canarias Área de Instrumentación

Preguntas Jorge Maella Mareca Instituto de Astrofísica de Canarias Área de Instrumentación