VGA视频采集卡视频采集图像捕获VGA信号采集

1、视频采集图像捕获VGA信号采集卡视频（Video）是多幅静止图像（图像帧）与连续的音频信息在时间轴上同步运动的混合媒体，多帧图像随时间变化而产生运动感，因此视频也被称为运动图像。视频采集就是将视频源的模拟信号通过处理转变成数字信号（即0和1），并将这些数字信息存储在电脑硬盘上的过程。这种模拟/数字转变是通过视频采集卡上的采集芯片进行的。动态视频运动图像视频（video）是多幅静止图像（图像帧）与连续的音频信息在时间轴上同步运动的混合媒体，多帧图像随时间变化而产生运动感，因此视频也被称为运动图像。视频采集就是将视频源的模拟信号通过处理转变成数字信号（即0和1），并将这些数字信息存储在电脑硬盘上的

2、过程。这种模拟/数字转变是通过视频采集卡上的采集芯片进行的。各种VGA信号采集解决方案的比较多媒体资源可以包括声音、图表、图片、文字、动画、电视画面利用网络传播，比如录播系统中，如 何把主讲者的计算机屏幕信息实时、全面、高质量的传输给录播服务器，进行合成、转播、存储、直播等 工作，从而实现高效的在线教学，保证精品课程，这时就需要抓取屏幕或采集VGA信号的图像采集卡。传统教学视频录播通过软件抓屏的采集方式操作较繁琐，并且会占用大量的计算机系统资源，甚至会 造成电脑死机，影响屏幕采集质量。而在早期用磁带保存视频信息已经过时了，直播录制的出现打破了距 离的限制，更节省时间和人力资本。采集VGA信号，

3、一种是通过专业的 VGA信号采集卡来完成，还有另外两种方法，一种是用VGA-A V转换器搭配视频采集卡，另一种方法是采用软件抓屏，下面分别说明一下这两种方法的缺点：1. 通过VGA/A V转换卡把模拟信号VGA转为普通视频信号，再采用视频采集压缩卡进行处理。采集VGA信号是通过 VGA转换器将信号转成复合或分量信号，再经VGA视频采集卡采集到终端电脑里，这种方式费时费力，并且需要外置转换器，这种二次转换方式势必对所采集的信号造成极大的损失，二次转换难以保证采集的信号 的完整性和正确性，并且经处理后的信号极其不清晰。这种方法的缺点在于经历两次数模转换，VGA信号（一般分辨率为1024 768或8

4、00X600）转换为视频（一般采用CIF即352X288大小）后，即使不压缩，清晰度也大 大降低，基本上文字、网页等内容几乎无法看清，再经过压缩，信号质量已经非常差！经常有丢帧现象，在显示器上就表现为画面一跳一跳的。像Word文档里的文字信号经这种方式采入电脑后受损程度严重到用户无法辨清文字。2. 采用软件抓屏方式存在三个致命的缺憾：1）即使在高主频的P4机器上，要达到每秒10帧的采集压缩速度，也会占用高达30% 50%的CPU运行，这势必严重干扰正常的软件操作和性能；2）在播放视频文件时，软件抓屏方式无法采集到画面。这是由于显卡一般在播放视频时采用的是overlay方式，抓屏时视频部分采集到

5、的只是一个黑窗口。有些抓屏软件会采取禁用DirectX的方式来获取到所播放视频的内容，但这样会导致显示性能急剧降低，是实际使用所不允许的。3）要在被采集的计算机上安装抓屏软件，操作过程比较复杂，需要专业人员安装调试，因为在具体的工作过程中VGA信号采集的对象不是固定的，所以很多人不愿意在自己的计算机上临时安装软件，可操 作性和安全性比较差，但直接用VGA信号采集卡就不存在类似问题，安装简单，图像效果又好，成本较低廉，一根线直接接在 VGA上就可以解决问题。VGA信号采集卡采集的信号种类按照接口可为复合非标 准模拟信号，绿路带同步的/行场分离的RGB分量信号，可以把输入的 VGA模拟信号实时采集

6、压缩，既能 保证信号的连续实时，又能保证清晰不失真，从而完美解决了VGA信号的实时采集压缩这一难题视频采集卡的工作原理视频采集卡是一个安装在计算机扩展槽上的一个硬卡。它可以汇集多种视频源的信息， 如电视、影碟、录像机和摄像机的视频信息，对被捕捉和采集到的画面进行数字化、冻结、存储、输出及其他处理操作， 如编辑、修整、裁剪、按比例绘制、像素显示调整、缩放功能等。同三维专业视频卡为多媒体视频处理提 供了强有力的硬件支持。视频采集的过程采集视频的过程主要包括如下几个步骤：设置音频和视频源，把视频源外设的视像输出与采集卡相连、音频输出与MPC声卡相连。准备好MPC系统环境，如硬盘的优化、显示设置、关闭

7、其他进程等。启动采集程序，预览采集信号，设置采集参数。启动信号源，然后进行采集。播放采集的数据，如果丢帧严重可修改采集参数或进一步优化采集环境，然后重新采集。由于信号源是不间断地送往采集卡的视频输入端口的，同三维视频建议可根据需要，对采集的原始数 据进行简单的编辑。如剪切掉起始和结尾处无用的视频序列，剪切掉中间部分无用的视频序列等，以减少 数据所占的硬盘空间。视频图像采集的方法视频图像采集的方法一般可以分为：自动图像采集和基于处理的图像采集。1）自动图像采集，采用专用图像采集芯片，自动完成图像的采集、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；2）基

8、于处理的图像采集，采用通用视频A/D转换器实现图像的采集，不能完成图像的自动采集，整个采集过程在CPU的控制下完成，由CPU启动A/D转换，将数据存入帧存储器。其特点是数据采集占用 CPU 的时间，对处理器的速度要求高，但电路简单、成本低、易于实现，能够满足某些图像采集系统的需要；基于处理的图像采集系统信号采集部分主要是将信号转化成数字信号传给系统，处理部分通常是一个 高性能的CPU。它/不仅仪要完成对数据的运算、处理和存储，还要实现对整个系统的控制，特别是I/O部分的控制，以达到系统整体的要求，存储部分主要存储两个部分的内容：一是系统的程序；二是生物特征模板。存储空间的大小也主要取决于这两个

9、部分的要求。I/O输入输出接口部分主要是完成系统功能要求。在不同的应用领域对I/O的要求也不一样。通信接口部分，在网络应用领域，就要求系统具有网络通信的功 能。20世纪90年代以后，可编程逻辑器件的广泛应用于视频图像采集，非压缩方案的硬件平台有DSP或ASIC或FPGA。视频采集系统是视频采集功能的FPGA（现场可编程门阵列）前端系统，是视频图像处理、应用的前项通道。在视频图像处理市场中的一些DSP和其它的ASSP器件，除了以极低的功耗和成本提供高性能之外，FPGA定义为可编程的，这提供了超越 ASIC和ASSP的显着优点。DSP器件可以处理高端 DSP中的1080p 60HDR流水线的视频图

10、像数据， 但成本和功耗高得令人望而却步，并且在经济上无法负担。FPGA由于其固有的并行性，非常适合承担随着分辨率增加的高清、高动态范围视频图像信号处理而产生 的增加的负载。硬压卡和软压卡硬压缩和软压缩硬压缩就是通过板卡自带的 DSP或者ASIC芯片进行压缩，软压缩就是通过计算机的 CPU进行压缩由于硬压卡无需使用计算机的 CPU等资源就能完成压缩，在计算机性能普遍较差的2005年以前，硬压 卡一直占据着压缩卡市场的统治地位。但2005年以后，随着计算机性能的不断提高，软压卡的市场在不断扩大，目前的软压卡已完全超越硬压卡占据了市场统治地位软压缩与硬压缩的区别主要在于压缩程序由谁执行，如果压缩程序

11、由计算机的 CPU来执行，就是软压缩，如果压缩程序由嵌在板卡上的DSP或其他压缩芯片来执行，则是硬压缩玩电脑的人都知道，一台电脑想要正常运行，除了硬件和操作系统外，还需要一个重要的东西，那就是驱 动。这里就延伸一下，给大家简述一下什么是视频采集卡驱动。视频采集卡驱动程序根据使用的驱动程序的不同来分类，目前市场上大致有两种视频采集卡：VFW (Video for Windows)视频卡和WDM (Windows Driver Model)视频卡。采用VFW的一般都是些以前生产的卡；市面上的视频采集卡， 一般都是采用了 WDM驱动程序。另外，视频采集卡的接口，可以是以PCI或AGP的方式插入PC机

12、箱，也可以直接以USB接口(USB视频采集卡)的方式外挂；还有就是通过1394接口(DV1394卡)与PC机相连的数 码摄像机等等所谓驱动程序，只是一段代码，一段包含了硬件信息的代码，它是连接操作系统与硬件的纽带。每类 硬件都有自己独有的功能，相应的就会有实现此类功能所需要的语言或称为指令，但系统不可能认识所有 的这些东西，所以驱动程序就充当了翻译的角色根据使用的驱动程序的不同来分类，目前市场上大致有两种视频采集卡：VFW (Video for Windows)视频卡和 WDM (Windows Driver Model)视频卡。采用VFW的一般都是些以前生产的卡；市面上的视频采集卡，一般都是

13、采用了 WDM驱动程序。另外， 视频采集卡的接口，可以是以 PCI或AGP的方式插入PC机箱，也可以直接以 USB接口( USB视频采集 卡)的方式外挂；还有就是通过1394接口( DV1394卡)与PC机相连的数码摄像机等等。VFW是一种趋于废弃的驱动模型， 而后者是前者的替代模型Microsoft的Visual C+自从4.0版就开始 支持Video for Windows(简称VFW)，这给视频捕获编程带来了很大的方便。 由于VFW SDK只有VC和VB 版，没有 Delphi 版，DirectShow 使用了一个标识为 CLSID_VfwCapture 的 Filter 来支持 VFW

14、 卡。跟 WDM 卡相比，VFW卡实现的功能要简单得多。一般要将驱动程序内的设置对话框显示给用户。WDM支持USB、IEEE 1394、ACPI等全新的硬件标准。而且以往在两个平台上同时运行时需要编写 两个截然不同的驱动程序，现在只需要编写一个WDM驱动程序就可以了。对于流媒体应用程序，WDM在核心态提供了快速反应的接口来处理I/O流。WDM的流接口是通过标准的 WDM类接口提供出的。WDM还支持更多新的特性，比如直接支持电视接收、视频会议、1394接口的设备、桌面摄像机、多条视频流(Line-21或Closed-Caption等)同时输出等等。WDM 采集卡，设置 Capture输出的图像格

15、式、图像的对比度、亮度、色度、饱和度等，都是通过 IAMStreamConfig、lAMVideoProcAmp 等接口来实现，当然，在 GraphEdit 中可以通过 Filter 的 Property Page 来设置，使用DirectShow ( DirectShow是美国微软公司在 ActiveMovie 和Video for Windows的基础上推出的新 一代基于COM的流媒体处理的开发包，与DirectX开发包一起发布)来处理一般的视频捕捉问题，是相对比较简单的。这当然得益于DirectShow这一整套先进的应用架构。DirectShow提供了大量的接口，但在编程中发现还是不够方

16、便，如果能构建一个视频捕捉类把常用的一些动作封装起来，那么就更方便了。如视 频会议软件等都需要加入视频捕捉功能，那么必须首先获取并初始化IcaptureGraphBuilder2接口，然后选择一个适当的视频捕捉设备。选择好设备后，为该设备创建Capture filter，然后调用AddFilter把Capture filter添加到Filter Graph。目前很多视频会议软件、直播软件等都是在DirectShow标准上开发的，DirectShow提供了一个叫做 Capture Graph Builder 的对象，Capture Graph Builder 提供 lcaptureGraphBu

17、ilder2接口，建立视 频捕捉应用程序更加容易。DirectShow是一种开发包，广泛应用于视频编辑、录播、直播等行业。支持大量视频格式，如 Asf、Mpeg、Avi、Dv、Mp3、Wave等等，并能直接播放 DVD。视频采集卡开发工具SDK : Direct Show、VC、VB、Delphi。驱动：WDM、VFW、DirectX、OpenCV、Matlab、LabView、Halcon、MIL。视频捕捉卡通常也是以一个(Capture) Filter的形式出现的。处理视频捕捉，我们同样是使用Filter Graph， 同样是操作Filter;控制起来，就似于操作媒体文件的播放。当然，这主

18、要是从应用程序控制层面上来说的；视频捕捉的应用场合比较多，视频捕捉本身的一些处理还是有它的特殊性的，而且牵涉面比较广。视频采集卡安装驱动过程如果新增加的USB视频采集卡等类似的硬件设备不支持即插即用，那么一般情况下都有安装驱动，安 装新设备的过程为：按照所购买设备的说明来设置开关和跳线。(2) 正确地将新设备按规定的要求插入主板扩展槽中。(3) 安装随新设备所配的驱动程序。(4) 重新引导系统。换种说法，即插即用是因为你的电脑已经支持怎么样使用该设备，不用再建立通信信道接受命令。图像采集卡的工作模式通常说的视频采集卡也就是动态图像采集卡，现在的采集卡已经广泛应用于各个行业，如多媒体，工 程监控

19、等等，同三维 VGA视频信号采集卡就是采集处理VGA信号的高清图像采集卡。为了更完整的实现清晰的图像效果，你要知道图像采集卡的工作模式是什么，下文将为你讲解。(1) PLL(Phase Lock Loop)模式：相机向采集卡提供 A/D转换的时钟信号，此时钟信号来自相机输出的Video 信号，HS 和 VS 同步信号可以有三种来源：composite video，composite sync，separate sync;(2) XTAL模式：图像采集卡给相机提供时钟信号以及HD/VD信号，并用提供的时钟信号作为 A/D转换的时钟，但同步信号仍可用相机输出的HS/VS;VScan模式：由相机向分

20、别卡提供 Pixel Clock信号、HS和VS信号。经过以上三点的分析，相信大家对图像采集卡的工作模式有了一定的认识。在视频处理方面，图像采 集卡整合了模数转换、视频解码、尺寸控制等处理功能，视频捕获是指由专用的视频采集卡捕获声频和视 频信息，然后将其进行数据化。VGA(Video Graphics Array)信号采集卡是一种采集 VGA数据的硬件，就是指它能够在一台显示器上同 时显示另外的一台设备的 VGA数据，不用再增加额外的设备，从而使图像质量大幅提高。对于采集VGA信号，传统的方式有两种：将VGA转换为视频进行处理，但这样会大幅度降低画面质量;或是采取软件抓屏的方式对电脑画面进行采

21、集，但这样必须安装特定软件才实现，影响性能且只能安装于PC系统，对于雷达或是专用设备无能为力。VGA信号采集视频图像捕获 随着数字信息的不断发展，普通视频信号所携带的信息量在无法与VGA视频相比时，各种视频显示系统系统工程里面采用 VGA视频信号已近成为一个共识， 而且很多行业对 VGA信号的采集需求不断提升， 面对市场的迫切需求，同三维视频新研发的PCI-E高清VGA信号实时采集压缩卡，它可以把输入的VGA模拟信号实时采集压缩，即在一台显示器上同时显示另外一台设备的VGA数据，不用再增加额外的设备，既能保证信号的连续实时，又能保证清晰不失真，从而完美解决了VGA信号的实时采集压缩这一难题。同

22、三维PCI-E高清VGA信号采集卡能直接采集 VGA信号,可以把输入的VGA视频信号实时采集压缩， 并能立即在一台显示器上同时显示另外一台甚至多台设备的VGA数据,不用增加额外的设备，可以把输入的VGA模拟信号实时采集压缩，既能保证信号的连续实时，又能保证清晰不失真，从而完美解决了VGA信号的实时采集压缩这一难题。而且PCI-E高清VGA信号采集卡不同于PCI采集卡，不用担心 CPU消耗过度、音视频信号不同步、信号采集效果、速度、质量等问题，也不用担心信号采集卡的兼容性、扩展性。PCI-E插槽接口的单路高清 VGA信号视频采集卡同三维T200E高清VGA采集卡是一款PCI-E插槽接口的高清视频

23、采集卡，其单卡便集成了一路 VGA信号输入，两路 D1视频输入，可通过声卡采集音频信号，自带软件可以实现6路信号采集压缩，并且画质高、成本低、功耗低。它增加了抵抗7000V的防雷静电技术，使此款高清采集卡更加稳定可靠。并配有专业的视频录播软件，功能强大简单易用。2012年同三维针对此款 VGA采集卡进行升级，使其板卡尺寸仅为120mm x 62mm，可用于2U小机箱中使用。图示：T200E高清VGA采集卡升级版同三维T200E高清VGA采集卡升级版产品特性可同时采集一路高清 VGA视频信号，两路标清视频信号.VGA输入视频信号可达 1920X1440/60 Hz。信号可采集VGA(RGB-HV

24、)、复合视频(CVBS)信号源。可配合声卡采集音频信号。微软AVStream标准驱动，可支持大部分 Windows上的多媒体视频软件或流媒体软件。超小尺寸：120mm x 62mm，符合 Low-Profile 规格。高级特性高性能DMA传输功能。VGA输入信号源类型： VGA(RGB-HV)。同时支持两路标清复合视频(CVBS)输入信号。VGA输入支持自动输入视频格式侦测，自动视频有效区域侦测，自动VGA采集相位调节VGA输入支持手工设定有效画面区域功能，可用于画面的剪裁和对特殊输入信号时序的支持。VGA输入支持多阶画面缩放功能，具有三种针对画面宽高比的缩放模式。标清支持垂直滤波和运动自适应去隔行功能。硬件色彩转换，可输出 RGB24，RGB32，YUY2，UYVY，I420色彩格式。VGA输入支持画面缩放和切黑边等功能。固件可升级。【产品规格】几何尺寸120mm x 62mm主机接口主机接口 PCI-Express x1, Low Profile, 200MB/S传输带宽输入接口1个VGA接口2个标清CVBS接口取大采样率CVBS : 54MHz (4x Ov