視頻采集卡基礎(chǔ)知識(shí)詳解

發(fā)布日期：2013-07-31 22:02:00   共閱：[]次   來源：

很多視頻采集卡能在捕捉視頻信息的同時(shí)獲得伴音，使音頻部分和視頻部分在數(shù)字化時(shí)同步保存、同步播放。一些視頻采集卡還提供了硬壓縮功能，采集速度快，成功地實(shí)現(xiàn)了每秒30幀、全屏幕、視頻的數(shù)字化抓取，但在回放時(shí)，還需要相應(yīng)的硬件才能實(shí)現(xiàn)。視頻采集卡不但能把視頻圖像以不同的視頻窗口大小顯示在計(jì)算機(jī)的顯示器上，而且還能提供許多特殊效果，如：凍結(jié)、淡出、旋轉(zhuǎn)、鏡像以及透明色（即允許選擇一個(gè)變成透明的顏色）處理。
視頻采集卡分為廣播級(jí)視頻采集卡，專業(yè)級(jí)視頻采集卡，民用級(jí)視頻采集卡。他們的區(qū)別主要是采集的圖像指標(biāo)不同。

廣播級(jí)視頻采集卡的最高采集分辨率一般為768×576(均方根值)PAL制，或720×576(CCIR-601值)PAL制25幀每秒，或640×480/720×480 NTSC制30幀每秒最小壓縮比一般在4:1以內(nèi)。這一類產(chǎn)品的特點(diǎn)是采集的圖像分辨率高，視頻信噪比高。缺點(diǎn)是視頻文件龐大，每分鐘數(shù)據(jù)量至少為200MB。廣播級(jí)模擬信號(hào)采集卡都帶分量輸入輸出接口，用來連接BetaCam攝/錄像機(jī)。此類設(shè)備是視頻采集卡中最高檔的，用于電視臺(tái)制作節(jié)目。

專業(yè)級(jí)視頻采集卡的級(jí)別比廣播級(jí)視頻采集卡的性能稍微低一些。分辨率兩者是相同的，但壓縮比稍微大一些，其最小壓縮比一般在6:1以內(nèi)。輸入輸出接口為AV復(fù)合端子與S端子。此類產(chǎn)品適用于廣告公司，多媒體公司制作節(jié)目及多媒體軟件。

民用級(jí)視頻采集卡的動(dòng)態(tài)分辨率一般最大為384×288，PAL制25幀每秒320×240，30幀每秒，NTSC制。(個(gè)別產(chǎn)品的靜態(tài)捕捉分辨率為768×576)，輸入端子為AV復(fù)合端子與S端子，絕大多數(shù)不具有視頻輸出功能。另外，有一類視頻捕捉卡是比較特殊的，這就是VCD制作卡，從用途上來說它是應(yīng)該算在專業(yè)級(jí)，而從圖像指標(biāo)上來說他只能算做民用級(jí)產(chǎn)品。它的分辨率為352×288，25幀每秒，PAL制，320×288，30幀每秒，NTSC制。它采集的視頻文件為MPEG文件，采用MPEG1壓縮算法，所以文件尺寸較小，但視頻指標(biāo)低于AVI文件。

根據(jù)不同的應(yīng)用、不同的適用環(huán)境和不同的技術(shù)指標(biāo)，目前有多種規(guī)格的視頻采集卡。從Broadway 視頻采集卡的性能參數(shù)，可以歸納出以PC機(jī)為硬件環(huán)境的視頻采集卡的主要功能和技術(shù)指標(biāo)： 一、接口：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（Video In）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。

二、功能：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，高檔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，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。

三、驅(qū)動(dòng)和應(yīng)用程序：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程。也有一些通用的采集程序，數(shù)字視頻編輯軟件如Adobe Premiere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。