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视频采集卡的功能及应用解析
发布日期：2015-04-24 15:20:13常用DVR分为两种类型，即软卡和硬卡，下面我们先来介绍11下软卡和硬卡的不同之处。
11、软压缩DVR
用软卡的DVR我们11般叫做软压缩DVR，其实就是，随卡配有，实现视频监视、录像、回放历史视频以及等功能，其硬件为11个或多个视频采集芯片(如：fusion878a ， saa7130/7134， tw6802B/6805等)接收来自模拟的信号，转换为信号，然后直接或通过PCI桥芯片从PCI金手指进入主板，原始的数字视频信号，在内存里执行CPU指令运算，将视频压缩与处理，然后存储到硬盘。另外原始视频数据还直接发往显卡，通过预览。
软卡的电路板很简单，板上没有压缩芯片与临时存储芯片，成本低，11般是硬压缩的1/3左右，所以价格是它比较大的优势，另外从原理我们可以看到，软压缩DVR是有CPU进行压缩的，所以其压缩品质较好，录像清晰度高，在CPU资源充足的情况下，软压缩DVR无论在录像、还是网络以及其他功能丝毫不亚于硬压缩DVR。
二、硬压缩DVR
硬压缩DVR，也可称视频采集压缩卡，与软压缩原理基本11样，不同的是，模拟视频转换为数字信号后，并不直接通过PCI发到主板、显卡、内存，而是先由硬压缩DVR卡自带的DSP代替电脑CPU执行压缩算法指令，在DVR卡上的内存芯片压缩，然后再通过PCI金手指进入主板。所以硬压缩DVR电路板多了DSP或其他压缩芯片与内存芯片。所以硬压缩DVR的主要优势主要表现在大路数监控，比如32路以上全实时监控录像，软压缩难以实现，这个市场缺口就可以被硬压缩所占有。
的应用
电子设备已经从默默无闻从而走进了人们的日常生活，面对市场上日新月异的监控产品，以及不断更新的报价，人们总是11头雾水，所以我们只有不断的去了解监控市场，以及监控技术才能立于不败之地。
随着信息技术的不断发展，计算机技术引入视频采集、视频处理领域，用计算机处理视频信息和用数字视频数据在很多领域已有广泛的应用，在我们的飞机试飞中也被大量的应用。视频图像采集的方法较多，基本可分为2大类：数字信号采集和模拟信号采集。
采用图像采集芯片组完成图像的采集、帧存储器地址生成以及图像数据的刷新；除了要对采集模式进行设定外，主处理器不参与采集过程，我们只要在相应的帧存储器地址取出采集到的视频数据即可得到相应的视频数据，这种方法，无论在功能、性能、可靠性、速度等各方面都得到了显著的提高，但成本高。后者采用通用视频A/D实现图像的采集，其特点是数据采集占用CPU的时间，对处理器的速度要求高，成本低、易于实现，能够满足某些图像采集系统的需要。
此系统要求每秒采比较大25帧(设为可调)，客户端实时显示比较大25帧(设为可调)，保存为MPEG4格式，画面要求为比较大分辩率为1024X768。多路视频实时采集使用的是VisionRGB- PRO卡(英Datapath公司)，此卡可同时实时采集两路视频数据，基本达到了本系统的要求，再用11台VGA切换器将前端数据源的四路视频数据进行人为切换采集。
视频采集卡功能技术
接口：现在市场上的视频采集卡接口能分为几种，视频采集卡的接口包括视频与PC机的接口和与模拟视频设备的接口。目前PC视频采集卡通常采用32位的PCI总线接口，它插到PC机主板的扩展槽中，以实现采集卡与PC机的通讯与数据传输。采集卡至少要具有11个复合视频接口(Video In)以便与模拟视频设备相连。高性能的采集卡11般具有11个复合视频接口和11个S-Video接口。11般的采集卡都支持PAL和NTSC两种电视制式。
需要注意的是视频采集卡11般不具备电视天线接口和音频输入接口，不能用视频采集卡直接采集电视射频信号，同时也不能直接采集到模拟视频中的伴音信号。要采集伴音，PC机上必需要装有声卡，视频采集卡通过PC机上的声卡获取数字化的伴音并把伴音与采集到的数字视频同步到11起。
功能：视频采集卡主要有什么功能呢？在PC上通过视频采集卡可以接收来自视频输入端的模拟视频信号，对该信号进行采集、量化成数字信号，然后压缩编码成数字视频序列。大多数视频采集卡都具备硬件压缩的功能，在采集视频信号时先在卡上对视频信号进行压缩，然后才通过PCI接口把压缩的视频数据传送到主机上。11般的PC视频采集卡采用帧内压缩的算法把数字化的视频存储成AVI文件，高档11些的视频采集卡还能直接把采集到的数字视频数据实时压缩成MPEG-1格式的文件。
由于模拟视频输入端可以提供不间断的信息源，视频采集卡要采集模拟视频序列中的每帧图像，并在采集下11帧图像之前把这些数据传入PC系统。因此，实现实时采集的关键是每11帧所需的处理时间。如果每帧视频图像的处理时间超过相邻两帧之间的相隔时间，则要出现数据的丢失，也即丢帧现象。采集卡都是把获取的视频序列先进行压缩处理，然后再存入硬盘，也就是说视频序列的获取和压缩是在11起完成的，免除了再次进行压缩处理的不便。不同档次的采集卡具有不同质量的采集压缩性能。
驱动和应用程序：视频采集卡有的是需要驱动后才能正常使用的，视频采集卡11般都配有硬件驱动程序以实现PC机对采集卡的控制和数据通讯。根据不同的采集卡所要求的操作系统环境，各有不同的驱动程序。只有把采集卡插入了PC机的主板扩展槽并正确安装了驱动程序以后才能正常工作。采集卡11般都配有采集应用程序以控制和操作采集过程。也有11些通用的采集程序，数字视频编辑软件如Adobe Premiere等也带有采集功能，但这些应用软件都必须与采集卡硬件配合使用。也即只有采集卡硬件正常安装和驱动以后才能使用。
硬件环境的构建
此采集系统主要实现对前端四路视频数据的人为切换式实时采集，在端可同时采集和储存两路视频数据(在此只用11个视频采集卡)，也可以11次只采集11路视频数据，再经网络实时传输到客户端显示，服务器端也实时显示所采集的视频。在进行视频切换方面可在服务器端或客户端自行切换，在服务器端可通过串行口操作VGA矩阵切换进行相应的视频输入输出口的切换，在客户端可通过网络-服务器程序相应模块-串行口-VGA矩阵切换进行相应的视频输入输出口的切换。
视频数据量较大 ，这就要求视频数据处理系统具有实时采集，大容量存储和实时处理的特点。软件要实现对视频数据的实时采集(比较多两路)、控制视频接口、把视频数据实时编码保存并发送到多个客户端。在服务器端的实现是整个系统的关键，在此也承担了大量的工作，因此对软件和硬件方面要求也很高就成为必然。以上就是要在服务器上实现的主要功能。
在采集方面比较主要的是要有实时性，在此以事件驱动的方法从端口获取数据，采集到视频数据流在桌面显示的同时再编码保存，视频采集的数据要经软件的相应模块将其设为位图型式的视频帧，以利于在服务器端的显示和编码保存，在此采用Divx编码，Divx编码后形成以帧为格式的MPEG4流。
服务器端的实现
Divx解码也是以帧的格式解压，因此有利于向客户端发送数据时以帧为单位发送视频数据流。媒体流分为四个流：视频流、音频流、文本流、MIDI流，用采集的是两路视频流，保存时每路视频流多加了11个文本流，文本流主要应客户要求加入的服务器时间和11些人为输入的文本信息，在记录两个媒体流时11般有两种记录方法，在此采用的是将视频流和文本流记到11个文件中的方式，这样有利于文件以后的保存和查阅。在采集软件实现方面主要应用了相应的SDK(Software development kit)和API(应用编程接口)，还可用VFW(Video for Windows)。但后11种方法实现简单单路视频采集卡可以，对于多路视频的采集用11种方法更加灵活，但实现比第二种复杂的多。
在服务器端各方面协调工作是关键，程序启动先默认上次设定的视频采集卡通道，如有视频数据就显示、保存，如果没有视频数据就等待，如果要调整视频采集卡通道可用串口给VGA矩阵切换器发送相应的命令让VGA矩阵切换器进行相应的输入输出通道切换。也可经客户端经网络到服务器串口到VGA矩阵切换器进行VGA矩阵切换器相应的输入输出通道切换(在后面介绍客户端时再介绍)。每次切换后将自动保存原视频文件，如切换后有视频数据将自动重新生成11个新的视频文件。
用局域网实时传输视频数据已在11些领域大量的应用，局域网以有线局域网居多，因为有线局域网技术成熟、传输速度快，但是长时间传输大量视频数据时也会引起传输速率不稳定，引起数据堵塞，会导致视频传输的质量大幅度下降，容易引起画面的重影、抖动、花屏、延迟等现象。在服务器桌面显示的画面是没经任何编码处理的，但网络传输和保存的视频数据是经Divx编码的，这样有力的减轻了网络间传输和服务器的负担。
为了在局域网上有效的、高质量的实时传输媒体流，需要多种技术的支持，包括网络传输层的选择、编(解)码技术，网络传输层质量控制技术等等。
[苏墨影 ]本文整理编辑：北京弱电工程专家 www.k235.cn