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采集�
閱讀�10391時間�2010-10-29 13:37:57

  采集卡又稱視頻采集卡,視頻采集卡作為一個PC的內(nèi)部硬件設(shè)備,以前除了人員�,使用視頻采集卡�電腦玩家也是屈指可數(shù)。但�(xiàn)在視頻會議的大力�(fā)�,對視頻會議的圖象質(zhì)量有了高要求,因為其功能較USB攝像�的多樣�,現(xiàn)在越來越多的企業(yè)用戶也開始使用視頻采集卡。視頻采集卡是將模擬攝像�(jī)�錄像�(jī)、LD視盤�(jī)、電視機(jī)輸出的視頻信號等輸出的視頻數(shù)�(jù)或者視頻音頻的混合�(shù)�(jù)輸入電腦,并�(zhuǎn)換成電腦可辨別的�(shù)�?jǐn)?shù)�(jù),存儲在電腦中,成為可編輯處理的視頻�(shù)�(jù)文件�

原理

  電腦上通過視頻采集卡可以接收來自視頻輸入端的模擬視頻信號,對該信號�(jìn)行采�、量化成�(shù)字信�,然后壓縮編碼成�(shù)字視�。大多數(shù)視頻卡都具備硬件壓縮的功�,在采集視頻信號時首先在卡上對視頻信號�(jìn)行壓縮,然后再通過PCI接口把壓縮的視頻�(shù)�(jù)傳送到主機(jī)�。一般的PC視頻采集卡采用幀�(nèi)壓縮的算法把�(shù)字化的視頻存儲成AVI文件,一些的視頻采集卡還能直接把采集到的�(shù)字視頻數(shù)�(jù)�(shí)時壓縮成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�(shù)�(jù)傳入PC系統(tǒng)。因�,實(shí)�(xiàn)�(shí)時采集的�(guān)鍵是每一幀所需的處理時間。如果每幀視頻圖像的處理時間超過相鄰兩幀之間的相隔時�,則要出�(xiàn)�(shù)�(jù)的丟失,也即丟幀�(xiàn)�。采集卡都是把獲取的視頻序列先�(jìn)行壓縮處�,然后再存入硬盤,也就是說視{�(guān)鍵詞}頻序列的獲取和壓縮是在一起完成的,免{�(guān)鍵詞}除了再次�(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�

種類

  按照其用途可分為廣播級視頻采集卡,級視頻采集�,民用級視頻采集�,它們檔次的高低主要是采集圖像的�(zhì)量不�� 級視頻采集卡的檔次比廣播級的性能稍微低一�,分辨率兩者是相同的,但壓縮比稍微大一�,其最小的壓縮比一般在6�1以內(nèi),輸入輸出接口為AV�(fù)合端子與S端子。民用級視頻采集卡的動態(tài)分辨率一般較低,絕大多數(shù)不具有視頻輸出功��

主要功能和技�(shù)分析

  接口:現(xiàn)在市場上的視頻采集卡接口能分為幾�,視頻采集卡的接口包括視頻與PC�(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�(jī)主板的擴(kuò)展槽中,以實(shí)�(xiàn)采集卡與PC�(jī)的通訊與數(shù)�(jù)傳輸。采集卡至少要具有一個復(fù)合視頻接口(VideoIn)以便與模擬視頻�(shè)備相連。高性能的采集卡一般具有一個復(fù)合視頻接口和一個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�,不能用視頻采集卡直接采集電視射頻信�,同時也不能直接采集到模擬視頻中的伴音信�。要采集伴音,PC�(jī)上必需要裝有聲�,視頻采集卡通過PC�(jī)上的聲卡獲取�(shù)字化的伴音并把伴音與采集到的�(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上通過視頻采集卡可以接收來自視頻輸入端的模擬視頻信�,對該信號�(jìn)行采�、量化成�(shù)字信�,然后壓縮編碼成�(shù)字視頻序列。大多數(shù)視頻采集卡都具備硬件壓縮的功�,在采集視頻信號時首先在卡上對視頻信號�(jìn)行壓�,然后才通過PCI接口把壓縮的視頻�(shù)�(jù)傳送到主機(jī)�。一般的PC視頻采集卡采用幀�(nèi)壓縮的算法把�(shù)字化的視頻存儲成AVI文件,一些的視頻采集卡還能直接把采集到的�(shù)字視頻數(shù)�(jù)�(shí)時壓縮成MPEG-1格式的文��

  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�(shù)�(jù)傳入PC系統(tǒng)。因�,實(shí)�(xiàn)�(shí)時采集的�(guān)鍵是每一幀所需的處理時間。如果每幀視頻圖像的處理時間超過相鄰兩幀之間的相隔時�,則要出�(xiàn)�(shù)�(jù)的丟失,也即丟幀�(xiàn)�。采集卡都是把獲取的視頻序列先�(jìn)行壓縮處�,然后再存入硬盤,也就是說視頻序列的獲取和壓縮是在一起完成的,免除了再次�(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�

  �(qū)動和�(yīng)用程序:視頻采集卡有的是需要驅(qū)動后才能正常使用�,視頻采集卡一般都配有硬件�(qū)動程序以�(shí)�(xiàn)PC�(jī)對采集卡的控制和�(shù)�(jù)通訊。根�(jù)不同的采集卡所要求的操作系�(tǒng)�(huán)�,各有不同的�(qū)動程�。只有把采集卡插入了PC�(jī)的主板擴(kuò)展槽并正確安裝了�(qū)動程序以后才能正常工作。采集卡一般都配有采集�(yīng)用程序以控制和操作采集過�。也有一些通用的采集程序,�(shù)字視頻編輯軟件如AdobePremiere等也帶有采集功能,但這些�(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)動以后才能使��

  視頻采集卡的�(yīng)�

  電子�(shè)備已�(jīng)從默默無聞從而走�(jìn)了人們的日常生活,面對市場上日新月異的監(jiān)控產(chǎn)品,以及不斷更新的監(jiān)控卡報價,人們總是一頭霧�,所以我們只有不斷的去了解監(jiān)控市�,以及監(jiān)控技�(shù)才能立于不敗之地�

  隨著信息技�(shù)的不斷發(fā)展,計算�(jī)技�(shù)引入視頻采集、視頻處理領(lǐng)�,用計算�(jī)處理視頻信息和用�(shù)字傳輸視頻數(shù)�(jù)在很多領(lǐng)域已有廣泛的�(yīng)�,在我們的飛機(jī)試飛中也被大量的�(yīng)�。視頻圖像采集的方法較多,基本可分為2大類:數(shù)字信號采集和模擬信號采集�

  采用圖像采集芯片組完成圖像的采集、幀存儲器地址生成以及圖像�(shù)�(jù)的刷�;除了要對采集模式�(jìn)行設(shè)定外,主處理器不參與采集過程,我們只要在相應(yīng)的幀存儲器地址取出采集到的視頻�(shù)�(jù)即可得到相應(yīng)的視頻數(shù)�(jù),這種方法,無論在功能、性能、可靠性、速度等各方面都得到了顯著的提�,但成本�。后者采用通用視頻A/D�(zhuǎn)換器�(shí)�(xiàn)圖像的采�,其特點(diǎn)是數(shù)�(jù)采集占用CPU的時間,對處理器的速度要求�,成本低、易于實(shí)�(xiàn),能夠滿足某些圖像采集系�(tǒng)的需��

  此系�(tǒng)要求每秒�25幀(設(shè)為可�(diào)),客戶端實(shí)時顯�25幀(設(shè)為可�(diào)�,保存為MPEG4格式,畫面要求為分辯率為1024X768。多路視頻實(shí)時采集使用的是VisionRGB-PRO卡(英國Datapath公司�,此卡可同時�(shí)時采集兩路視頻數(shù)�(jù),基本達(dá)到了本系�(tǒng)的要�,再用一臺VGA矩陣切換器將前端�(shù)�(jù)源的四路視頻�(shù)�(jù)�(jìn)行人為切換采集�

  硬件�(huán)境的�(gòu)�

  此采集系�(tǒng)主要�(shí)�(xiàn)對前端四路視頻數(shù)�(jù)的人為切換式�(shí)時采�,在服務(wù)器端可同時采集和儲存兩路視頻�(shù)�(jù)(在此只用一個視頻采集卡�,也可以一次只采集一路視頻數(shù)�(jù),再�(jīng)�(wǎng)�(luò)�(shí)時傳�?shù)娇蛻舳孙@�,服�(wù)器端也實(shí)時顯示所采集的視�。在�(jìn)行視頻切換方面可在服�(wù)器端或客戶端自行切換,在服務(wù)器端可通過串行口操作VGA矩陣切換�(jìn)行相�(yīng)的視頻輸入輸出口的切�,在客戶端可通過�(wǎng)�(luò)-服務(wù)器程序相�(yīng)模塊-串行�-VGA矩陣切換�(jìn)行相�(yīng)的視頻輸入輸出口的切��

  視頻�(shù)�(jù)量較�,這就要求視頻�(shù)�(jù)處理系統(tǒng)具有�(shí)時采�,大容量存儲和實(shí)時處理的特點(diǎn)。軟件要�(shí)�(xiàn)對視頻數(shù)�(jù)的實(shí)時采集(最多兩路)、控制視頻接口、把視頻�(shù)�(jù)�(shí)時編碼保存并�(fā)送到多個客戶端。在服務(wù)器端的實(shí)�(xiàn)是整個系�(tǒng)的關(guān)�,在此也承擔(dān)了大量的工作,因此對軟件和硬件方面要求也很高就成為必然。以上就是要在服�(wù)器上�(shí)�(xiàn)的主要功��

  在采集方面最主要的是要有�(shí)時�,在此以事件�(qū)動的方法從端口獲取數(shù)�(jù),采集到視頻�(shù)�(jù)流在桌面顯示的同時再編碼保存,視頻采集的�(shù)�(jù)要經(jīng)軟件的相�(yīng)模塊將其�(shè)為位圖型式的視頻幀,以利于在服�(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��

  服務(wù)器端的實(shí)�(xiàn)

  Divx解碼也是以幀的格式解�,因此有利于向客戶端�(fā)送數(shù)�(jù)時以幀為單位發(fā)送視頻數(shù)�(jù)�。媒體流分為四個流:視頻流、音頻流、文本流、MIDI�,用視頻卡采集的是兩路視頻流,保存時每路視頻流多加了一個文本流,文本流主要�(yīng)客戶要求加入的服�(wù)器時間和一些人為輸入的文本信息,在記錄兩個媒體流時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文件中的方�,這樣有利于文件以后的保存和查閱。在采集軟件�(shí)�(xiàn)方面主要�(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)�(xiàn)簡單單路視頻采集卡可�,對于多路視頻的采集用種方法更加靈活,但�(shí)�(xiàn)比第二種�(fù)雜的��

  在服�(wù)器端各方面協(xié)�(diào)工作是關(guān)�,程序啟動首先默�(rèn)上次�(shè)定的視頻采集卡通道,如有視頻數(shù)�(jù)就顯�、保�,如果沒有視頻數(shù)�(jù)就等�,如果要�(diào)整視頻采集卡通道可用串口給VGA矩陣切換器發(fā)送相�(yīng)的命令讓VGA矩陣切換器�(jìn)行相�(yīng)的輸入輸出通道切換。也可經(jīng)客戶端經(jīng)�(wǎng)�(luò)到服�(wù)器串口到VGA矩陣切換器�(jìn)行VGA矩陣切換器相�(yīng)的輸入輸出通道切換(在后面介紹客戶端時再介紹)。每次切換后將自動保存原視頻文件,如切換后有視頻�(shù)�(jù)將自動重新生成一個新的視頻文件�

  用局域網(wǎng)�(shí)時傳輸視頻數(shù)�(jù)已在一些領(lǐng)域大量的�(yīng)�,局域網(wǎng)以有線局域網(wǎng)居多,因為有線局域網(wǎng)技�(shù)成熟、傳輸速度�,但是長時間傳輸大量視頻�(shù)�(jù)時也會引起傳輸速率不穩(wěn)�,引起數(shù)�(jù)堵塞,會�(dǎo)致視頻傳�?shù)馁|(zhì)量大幅度下降,容易引起畫面的重影、抖�、花�、延遲等�(xiàn)�。在服務(wù)器桌面顯示的畫面是沒�(jīng)任何編碼處理的,但網(wǎng)�(luò)傳輸和保存的視頻�(shù)�(jù)是經(jīng)Divx編碼�,這樣有力的減輕了�(wǎng)�(luò)間傳輸和服務(wù)器的�(fù)�(dān)�

  為了在局域網(wǎng)上有效的、高�(zhì)量的�(shí)時傳輸媒體流,需要多種技�(shù)的支�,包括網(wǎng)�(luò)傳輸層協(xié)議的選擇、編(解)碼技�(shù),網(wǎng)�(luò)傳輸層質(zhì)量控制技�(shù)等等�

�(yīng)�

  采集卡廣泛應(yīng)用于安防�(jiān)�、教育課件錄�、大屏拼�、多媒體錄播錄像、會議錄�、虛擬演播室、虛擬現(xiàn)�(shí)、安檢X光機(jī)、雷�(dá)圖像信號、VDR紀(jì)錄儀、醫(yī)療X光機(jī)、CT�(jī)、胃腸機(jī)、陰道鏡、工�(yè)檢測、智能交�、醫(yī)�(xué)影像、工�(yè)�(jiān)�、儀器儀�、機(jī)器視覺等�(lǐng)��

  由于采集卡的�(yīng)用和作用等方面的因素,因�,常見采集卡又分為:圖像采集�、工�(yè)圖像采集卡、高清VGA采集�、采集卡、圖像采集卡、圖象卡、圖像處理、視頻采集卡�1394視頻�、USB圖像采集�、HDMI采集�、外置采集卡、外置USB采集�、筆記本采集卡、嵌入采集卡、RGB采集�、分量采集卡、黑白高清圖像采集卡、工�(yè)圖像采集卡、醫(yī)療專用圖像采集卡、交通專用圖像采集卡、圖像采集卡、工�(yè)檢測圖像采集�、機(jī)器視覺專用采集卡、流媒體采集��

行業(yè)�(fā)展趨�

  視頻采集卡行�(yè)到現(xiàn)在發(fā)展已�(jīng)有十多年的歷史了,早期國�(nèi)視頻采集卡設(shè)備不�,使用人群也�,那時候的視頻采集卡都是從國外引�(jìn)。隨著中國的改革開放和經(jīng)�(jì)的快速發(fā)�,帶動了視頻行業(yè)的日新月�。近年來國產(chǎn)視頻采集卡踴躍出�(xiàn),比如同三維品牌,是國內(nèi)級視頻采集卡中比較有�(yōu)勢的一種品�,并且在技�(shù)上和價格上在國內(nèi)外都具有很強(qiáng)的優(yōu)��

  早期視頻采集卡市場國�(nèi)只有代理,在加上軟壓縮產(chǎn)�,也就是我們現(xiàn)在常用的視頻采集卡,由于壓縮算法,主板兼容性問�,顯卡的兼容性、CPU性能問題等方面的限制,使得很多產(chǎn)品圖像質(zhì)量出�(xiàn)很多問題,在采集的時候丟幀很厲�,而且也沒法�(jìn)行軟件調(diào)�。但是隨著計算機(jī)技�(shù)的發(fā)�,特別是壓縮算法的發(fā)�,安裝簡�、運(yùn)行穩(wěn)定、采用MPEG-4格式壓縮、性價比高、售后服�(wù)方面的國�(chǎn)采集卡開始出�(xiàn),并且吸取了國外�(chǎn)品的�(jīng)驗,在很多技�(shù)上都改變了國外產(chǎn)品的缺陷,比喻視頻采集卡(軟壓�)工作時,采用Overlay顯示模式,即視頻圖像窗口是覆蓋在顯示器屏幕上�。早期的顯卡由于不支持該模式,使得很多國外的很多采集卡在看監(jiān)控畫面時“有聲音無圖像”或“畫面被壓扁”的�(xiàn)象。另�,在壓縮格式,采集卡�(qū)�、視頻編輯軟件方面也有了很多新的�(chuàng)新,因此很多國外的專家曾這么�,“如果你給中國人看三分之一,那么他接下來能做出三分之二甚至跟多�,這也是全面開放經(jīng)�(jì)改革所帶來的�

  視頻采集卡可以分為軟壓卡和硬壓卡,軟壓縮卡硬件比較簡�,軟壓縮卡很少有芯片商提供開�(fā)包的,一般都需要自己公司完全自主開�(fā),所以開�(fā)難度較大,擁有完全自主開�(fā)能力的軟壓縮卡研�(fā)商不�。硬壓縮卡廠商門大多是采用芯片廠商提供的�(qū)動與SDK開發(fā)�,�(jìn)行二次開�(fā),然后再整理出自己的開發(fā)�,又提供給下一級軟件開�(fā)商做三次開發(fā)。由于有芯片制造商提供了完善的開發(fā)�,所以開�(fā)難度相對較小,國�(nèi)出現(xiàn)了一大批硬壓縮廠�,同時由�7130芯片的停�(chǎn),在視頻采集卡行�(yè)�(jìn)行了一次大洗牌,很多“山寨”視頻采集卡由此被市場淘汰,�(dāng)然經(jīng)過這次洗牌,視頻采集卡廠商都逐漸走向了自主開�(fā)之路。由于目前視頻采集卡一般都是基于VGA的顯示標(biāo)�(zhǔn),所在為了使用監(jiān)控器、顯示器等視頻圖像顯示設(shè)�,很多視頻采集卡都是采用VGA接口,因�,目前主要的視頻采集卡還是指VGA采集卡,�(dāng)然還有很多其他接口的采集�,比�1394采集�,和HDMI采集�,其�1394采集卡由于數(shù)�(jù)采集速率問題逐漸被市場所淘汰,而HDMI采集卡主要是為了本本和高清影視而準(zhǔn)備的采集��

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