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視頻采集卡:構(gòu)建監(jiān)控儲(chǔ)存的“記憶大腦”
2012年07月17日 09:56:37來(lái)源:中國(guó)安防展覽網(wǎng)點(diǎn)擊量:1443
導(dǎo)讀隨著信息技術(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(lèi):數(shù)字信號(hào)采集和模擬信號(hào)采集。
  中國(guó)安防展覽網(wǎng)訊 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(lèi):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(mǎn)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(hù)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?hù)端顯示,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(hù)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(hù)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(hù)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(hù)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(hù)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(hù)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(hù)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(xiàn)局域網(wǎng)居多,因?yàn)橛芯€(xiàn)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。
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