如何在Matlab中获取14位热成像相机的未转换原始数据？

1. 配置视频输入对象获取原始缓冲区数据 #

Matlab的videoinput对象支持直接读取相机输出的原始未处理数据，关键是修改ReturnedColorSpace参数为'raw'：

• 创建视频输入对象（适配器根据系统调整，Windows用winvideo，Linux用linuxvideo）：

vid = videoinput('winvideo', 1); % 第二个参数是相机设备ID

• 设置返回原始数据格式：

set(vid, 'ReturnedColorSpace', 'raw');

• 捕获原始帧并解析：

start(vid);
raw_frame = getsnapshot(vid);
stop(vid);

% 转换为16位数据（假设相机每像素用2字节存储14位数据）
raw_16bit = typecast(raw_frame, 'uint16');
% 提取14位有效数据（假设高14位有效，低2位为填充）
gray_14bit = bitshift(raw_16bit, -2);
% 转换为8位灰度图（可选）
gray_8bit = uint8((gray_14bit / 16383) * 255); % 16383 = 2^14 - 1

2. 直接读取相机设备文件（绕过Matlab图像管道） #

如果上述方法无法获取原始数据，可以直接读取相机的底层设备文件，完全绕过Matlab的自动格式转换：

• Windows系统：设备路径为\\.\Device\VideoX（X为相机编号，从0开始）
• Linux系统：设备路径为/dev/videoX
  示例代码：

% Windows下读取示例，替换Video0为你的相机设备编号
fid = fopen('\\.\Device\Video0', 'r', 'ieee-le'); % ieee-le表示小端字节序
% 读取对应分辨率的原始字节（假设分辨率为640x480，每像素2字节）
raw_bytes = fread(fid, 640*480*2, 'uint8');
fclose(fid);

% 转换为16位数据并提取14位有效部分
raw_16bit = typecast(raw_bytes, 'uint16');
gray_14bit = bitand(raw_16bit, 16383); % 保留低14位，根据实际情况调整

3. 手动解析YUYV格式中的原始数据 #

如果相机确实将14位数据封装在YUYV格式中，可以提取Y分量并尝试还原原始数据：

vid = videoinput('winvideo', 1);
set(vid, 'ReturnedColorSpace', 'yuv');
yuv_frame = getsnapshot(vid);

% 提取Y通道（YUYV格式中第一通道为Y）
y_channel = yuv_frame(:,:,1);
% 若14位数据被拆分为相邻两个Y字节，拼接为16位数据
raw_bytes = reshape(y_channel', [], 1);
raw_16bit = typecast(raw_bytes, 'uint16');
gray_14bit = bitand(raw_16bit, 16383);

关键提示 #

• 不同相机的14位数据存储方式可能不同，需确认是高14位还是低14位有效，以及字节序（大端/小端）。
• 若Matlab自带工具受限，可使用OpenCV捕获原始数据后导入Matlab处理——Matlab支持直接调用OpenCV函数，或读取OpenCV保存的原始字节文件。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Daniel Celano