視頻采集卡功能及用法
2015-05-20 來(lái)源：智慧城市網(wǎng)
你是否知道視頻采集卡怎么用呢？電子設(shè)備已經(jīng)從默默無(wú)聞從而走進(jìn)了人們的日常生活，面對(duì)市場(chǎng)上日新月異的監(jiān)控產(chǎn)品，以及不斷更新的監(jiān)控卡報(bào)價(jià)，人們總是一頭霧水，所以我們只有不斷的去了解監(jiān)控市場(chǎng)，以及監(jiān)控技術(shù)才能立于不敗之地。
視頻采集卡功能剖解
接口：現(xiàn)在市場(chǎng)上的視頻采集卡接口能分為幾種，視頻采集卡的接口包括視頻與PC機(jī)的接口和與模擬視頻設(shè)備的接口。目前PC視頻采集卡通常采用32位的PCI總線接口，它插到PC機(jī)主板的擴(kuò)展槽中，以實(shí)現(xiàn)采集卡與PC機(jī)的通訊與數(shù)據(jù)傳輸。采集卡至少要具有一個(gè)復(fù)合視頻接口(VideoIn)以便與模擬視頻設(shè)備相連。高性能的采集卡一般具有一個(gè)復(fù)合視頻接口和一個(gè)S-Video接口。一般的采集卡都支持PAL和NTSC兩種電視制式。
需要注意的是視頻采集卡一般不具備電視天線接口和音頻輸入接口，不能用視頻采集卡直接采集電視射頻信號(hào)，同時(shí)也不能直接采集到模擬視頻中的伴音信號(hào)。要采集伴音，PC機(jī)上必需要裝有聲卡，視頻采集卡通過(guò)PC機(jī)上的聲卡獲取數(shù)字化的伴音并把伴音與采集到的數(shù)字視頻同步到一起。
功能：視頻采集卡主要有什么功能呢?在PC上通過(guò)視頻采集卡可以接收來(lái)自視頻輸入端的模擬視頻信號(hào)，對(duì)該信號(hào)進(jìn)行采集、量化成數(shù)字信號(hào)，然后壓縮編碼成數(shù)字視頻序列。大多數(shù)視頻采集卡都具備硬件壓縮的功能，在采集視頻信號(hào)時(shí)首先在卡上對(duì)視頻信號(hào)進(jìn)行壓縮，然后才通過(guò)PCI接口把壓縮的視頻數(shù)據(jù)傳送到主機(jī)上。一般的PC視頻采集卡采用幀內(nèi)壓縮的算法把數(shù)字化的視頻存儲(chǔ)成AVI文件，一些的視頻采集卡還能直接把采集到的數(shù)字視頻數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)壓縮成MPEG-1格式的文件。
由于模擬視頻輸入端可以提供不間斷的信息源，視頻采集卡要采集模擬視頻序列中的每幀圖像，并在采集下一幀圖像之前把這些數(shù)據(jù)傳入PC系統(tǒng)。因此，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)采集的關(guān)鍵是每一幀所需的處理時(shí)間。如果每幀視頻圖像的處理時(shí)間超過(guò)相鄰兩幀之間的相隔時(shí)間，則要出現(xiàn)數(shù)據(jù)的丟失，也即丟幀現(xiàn)象。采集卡都是把獲取的視頻序列先進(jìn)行壓縮處理，然后再存入硬盤(pán)，也就是說(shuō)視頻序列的獲取和壓縮是在一起完成的，免除了再次進(jìn)行壓縮處理的不便。不同檔次的采集卡具有不同質(zhì)量的采集壓縮性能。
驅(qū)動(dòng)和應(yīng)用程序：視頻采集卡有的是需要驅(qū)動(dòng)后才能正常使用的，視頻采集卡一般都配有硬件驅(qū)動(dòng)程序以實(shí)現(xiàn)PC機(jī)對(duì)采集卡的控制和數(shù)據(jù)通訊。根據(jù)不同的采集卡所要求的操作系統(tǒng)環(huán)境，各有不同的驅(qū)動(dòng)程序。只有把采集卡插入了PC機(jī)的主板擴(kuò)展槽并正確安裝了驅(qū)動(dòng)程序以后才能正常工作。采集卡一般都配有采集應(yīng)用程序以控制和操作采集過(guò)程。也有一些通用的采集程序，數(shù)字視頻編輯軟件如AdobePremiere等也帶有采集功能，但這些應(yīng)用軟件都必須與采集卡硬件配合使用。也即只有采集卡硬件正常安裝和驅(qū)動(dòng)以后才能使用。
視頻采集卡怎么用分析
隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，計(jì)算機(jī)技術(shù)引入視頻采集、視頻處理領(lǐng)域，用計(jì)算機(jī)處理視頻信息和用數(shù)字傳輸視頻數(shù)據(jù)在很多領(lǐng)域已有廣泛的應(yīng)用，在我們的飛機(jī)試飛中也被大量的應(yīng)用。視頻圖像采集的方法較多，基本可分為2大類：數(shù)字信號(hào)采集和模擬信號(hào)采集。
采用圖像采集芯片組完成圖像的采集、幀存儲(chǔ)器地址生成以及圖像數(shù)據(jù)的刷新;除了要對(duì)采集模式進(jìn)行設(shè)定外，主處理器不參與采集過(guò)程，我們只要在相應(yīng)的幀存儲(chǔ)器地址取出采集到的視頻數(shù)據(jù)即可得到相應(yīng)的視頻數(shù)據(jù)，這種方法，無(wú)論在功能、性能、可靠性、速度等各方面都得到了顯著的提高，但成本高。后者采用通用視頻A/D轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)圖像的采集，其特點(diǎn)是數(shù)據(jù)采集占用CPU的時(shí)間，對(duì)處理器的速度要求高，成本低、易于實(shí)現(xiàn)，能夠滿足某些圖像采集系統(tǒng)的需要。
此系統(tǒng)要求每秒采大25幀(設(shè)為可調(diào))，客戶端實(shí)時(shí)顯示大25幀(設(shè)為可調(diào))，保存為MPEG4格式，畫(huà)面要求為大分辯率為1024X768。多路視頻實(shí)時(shí)采集使用的是VisionRGB-PRO卡(英國(guó)Datapath公司)，此卡可同時(shí)實(shí)時(shí)采集兩路視頻數(shù)據(jù)，基本達(dá)到了本系統(tǒng)的要求，再用一臺(tái)VGA矩陣切換器將前端數(shù)據(jù)源的四路視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行人為切換采集。
硬件環(huán)境的構(gòu)建
此采集系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)對(duì)前端四路視頻數(shù)據(jù)的人為切換式實(shí)時(shí)采集，在服務(wù)器端可同時(shí)采集和儲(chǔ)存兩路視頻數(shù)據(jù)(在此只用一個(gè)視頻采集卡)，也可以一次只采集一路視頻數(shù)據(jù)，再經(jīng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)傳輸?shù)娇蛻舳孙@示,服務(wù)器端也實(shí)時(shí)顯示所采集的視頻。在進(jìn)行視頻切換方面可在服務(wù)器端或客戶端自行切換，在服務(wù)器端可通過(guò)串行口操作VGA矩陣切換進(jìn)行相應(yīng)的視頻輸入輸出口的切換，在客戶端可通過(guò)網(wǎng)絡(luò)-服務(wù)器程序相應(yīng)模塊-串行口-VGA矩陣切換進(jìn)行相應(yīng)的視頻輸入輸出口的切換。
視頻數(shù)據(jù)量較大,這就要求視頻數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)具有實(shí)時(shí)采集,大容量存儲(chǔ)和實(shí)時(shí)處理的特點(diǎn)。軟件要實(shí)現(xiàn)對(duì)視頻數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集(多兩路)、控制視頻接口、把視頻數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)編碼保存并發(fā)送到多個(gè)客戶端。在服務(wù)器端的實(shí)現(xiàn)是整個(gè)系統(tǒng)的關(guān)鍵，在此也承擔(dān)了大量的工作，因此對(duì)軟件和硬件方面要求也很高就成為必然。以上就是要在服務(wù)器上實(shí)現(xiàn)的主要功能。
在采集方面主要的是要有實(shí)時(shí)性，在此以事件驅(qū)動(dòng)的方法從端口獲取數(shù)據(jù)，采集到視頻數(shù)據(jù)流在桌面顯示的同時(shí)再編碼保存，視頻采集的數(shù)據(jù)要經(jīng)軟件的相應(yīng)模塊將其設(shè)為位圖型式的視頻幀，以利于在服務(wù)器端的顯示和編碼保存，在此采用Divx編碼，Divx編碼后形成以幀為格式的MPEG4流。
服務(wù)器端的實(shí)現(xiàn)
Divx解碼也是以幀的格式解壓，因此有利于向客戶端發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)以幀為單位發(fā)送視頻數(shù)據(jù)流。媒體流分為四個(gè)流：視頻流、音頻流、文本流、MIDI流，用視頻卡采集的是兩路視頻流，保存時(shí)每路視頻流多加了一個(gè)文本流，文本流主要應(yīng)客戶要求加入的服務(wù)器時(shí)間和一些人為輸入的文本信息，在記錄兩個(gè)媒體流時(shí)一般有兩種記錄方法，在此采用的是將視頻流和文本流記到一個(gè)文件中的方式，這樣有利于文件以后的保存和查閱。
在采集軟件實(shí)現(xiàn)方面主要應(yīng)用了相應(yīng)的SDK(Softwaredevelopmentkit)和API(應(yīng)用編程接口)，還可用VFW(VideoforWindows)。但后一種方法實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單單路視頻采集卡可以，對(duì)于多路視頻的采集用種方法更加靈活，但實(shí)現(xiàn)比第二種復(fù)雜的多。
在服務(wù)器端各方面協(xié)調(diào)工作是關(guān)鍵，程序啟動(dòng)首先默認(rèn)上次設(shè)定的視頻采集卡通道，如有視頻數(shù)據(jù)就顯示、保存，如果沒(méi)有視頻數(shù)據(jù)就等待，如果要調(diào)整視頻采集卡通道可用串口給VGA矩陣切換器發(fā)送相應(yīng)的命令讓VGA矩陣切換器進(jìn)行相應(yīng)的輸入輸出通道切換。也可經(jīng)客戶端經(jīng)網(wǎng)絡(luò)到服務(wù)器串口到VGA矩陣切換器進(jìn)行VGA矩陣切換器相應(yīng)的輸入輸出通道切換(在后面介紹客戶端時(shí)再介紹)。每次切換后將自動(dòng)保存原視頻文件，如切換后有視頻數(shù)據(jù)將自動(dòng)重新生成一個(gè)新的視頻文件。
用局域網(wǎng)實(shí)時(shí)傳輸視頻數(shù)據(jù)已在一些領(lǐng)域大量的應(yīng)用，局域網(wǎng)以有線局域網(wǎng)居多，因?yàn)橛芯�局域網(wǎng)技術(shù)成熟、傳輸速度快，但是長(zhǎng)時(shí)間傳輸大量視頻數(shù)據(jù)時(shí)也會(huì)引起傳輸速率不穩(wěn)定，引起數(shù)據(jù)堵塞，會(huì)導(dǎo)致視頻傳輸?shù)馁|(zhì)量大幅度下降，容易引起畫(huà)面的重影、抖動(dòng)、花屏、延遲等現(xiàn)象。在服務(wù)器桌面顯示的畫(huà)面是沒(méi)經(jīng)任何編碼處理的，但網(wǎng)絡(luò)傳輸和保存的視頻數(shù)據(jù)是經(jīng)Divx編碼的，這樣有力的減輕了網(wǎng)絡(luò)間傳輸和服務(wù)器的負(fù)擔(dān)。
為了在局域網(wǎng)上有效的、高質(zhì)量的實(shí)時(shí)傳輸媒體流，需要多種技術(shù)的支持，包括網(wǎng)絡(luò)傳輸層協(xié)議的選擇、編(解)碼技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)傳輸層質(zhì)量控制技術(shù)等等。
