基于vfw的視頻圖像采集系統(tǒng)

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1、院學編號：西安郵電學院大學生科技創(chuàng)新活動項目申請表項目名稱：基于VFW的視頻圖像采集系統(tǒng)項目負責人：賀剛項目指導老師：楊春杰項目類別：B項目來源：項目申報單位：自動化學院自動化0801班協作單位：申報時間：2010年4月3號西安郵電學院團委制2010年3月一、國內、外研究的現狀及發(fā)展趨勢視頻采集或者說是圖像采集，或者是視頻監(jiān)控、機器視覺等，名稱不一，但所指的都是如何獲取圖像，名稱的分別主要是由于各個領域不同的稱法造成的。比如說廣播電視領域多采用視頻采集這一稱法，在安防領域一般稱為視頻監(jiān)控，在工業(yè)檢測方面多稱為機器視覺。常用的采集卡主

2、要分視頻采集卡和視頻壓縮卡；視頻采集卡按照信號方式分為模擬卡和數字卡；模擬采集卡的主要功能就是A/D轉換和數據傳輸。數字采集卡一般只是把數字攝像機采集好的圖像數據傳輸到處理器內存中而已。目前，連接模擬工業(yè)相機的多路視頻采集卡及壓縮卡已經比較多，例如四路的模擬卡早已存在。但隨著分辨率較高、幀率大的數字工業(yè)相機日益普及，對采集卡的數據傳輸能力的要求日益提高，與此同時，計算機已經進入雙核時代，64位的PCI總線也已經普及，可以預見的是，計算機的處理能力還將不斷提高，這為基于PC架構的機器視覺系統(tǒng)提供了堅實的基礎，也將吹起多路視頻采集處理系

3、統(tǒng)的沖鋒號角。單路采集技術是指同一時刻只能有一路視頻進行采集。多路采集技術是指同一時刻有多路視頻進行采集。單路采集有一路視頻采集和多路切換采集之分；多路采集有多路實時采集和多路非實時采集之分。20世紀70年代后期，隨著第一塊視頻采集卡的誕生，形成了單路采集技術的概念，當時的采集是脫機產品。80年代PC機的出現，誕生了基于PC平臺的單路視頻采集卡，例如Matrox的PIP-512。而后隨著總線技術的發(fā)展，陸續(xù)出現了基于VESA總線和PCI總線的單路視頻采集卡，如BitFlow的Raptor。在國內，大恒圖像在20世紀80年代末90年代

4、初推出了國內第一款ISA總線單路采集卡，微視公司在90年代后期推出國內首塊基于PCI總線的單路視頻采集卡。單路視頻采集最初的應用領域是科研，隨著應用領域的拓展，越來越多的領域需要對圖像進行采集、分析，同時一些領域需要多路視頻的采集、處理，如交通、廣電等領域。為滿足這些需求，多路采集技術的概念應時而生。同樣，基于PC的多路采集卡隨著PC總線帶寬的不斷提高出現了不同總線的產品。在國內，微視公司2000年推出了基于PCI的4路視頻采集卡，2004年推出了基于PCI-X總線的8路視頻采集卡，2006年推出了基于PCIe(x1)總線的4路視頻

5、采集卡。多路采集是在單路采集的基礎上發(fā)展出來的，由于數據量成倍增長，因此對硬件和軟件都有了更高的要求，從計算機技術來講，總線由AT總線發(fā)展到PCI-X和PCI-E，總線和CPU速度都提高了幾百倍，網絡技術也從無到有，發(fā)展到現今逐漸普及的GIGE，圖像的壓縮技術與過去也不可同日而語，這些技術的發(fā)展為多路傳輸創(chuàng)造了條件。相對于單路采集而言，多路采集不僅注重速度也更強調協調、同步。目前實現多路采集有多種方法，如：基于網絡的采集系統(tǒng)、基于單計算機的采集系統(tǒng)、基于模擬像機的采集系統(tǒng)和基于數字攝像機的采集系統(tǒng)、基于智能攝像機的采集系統(tǒng)、甚至是各

6、種系統(tǒng)混和的采集系統(tǒng)。一般采用模擬攝像機的系統(tǒng)都基于成本考慮，而采用數字攝像機的系統(tǒng)往往追求高清晰度。一、研究內容（階段目標、最終目標）和意義本課題的工作主要就數字視頻采集系統(tǒng)的組成及各部分原理進行介紹，歸納機器視覺系統(tǒng)的信息流向與形式，并基于Windows平臺，結合VFW實現的數字視頻采集系統(tǒng)本立項實現的目標包括如下幾個方面：◇研究相關計算機視頻圖像采集的理論和方法◇研究相關VFW技術◇獲取目標視頻圖像◇可以裁剪，拼接目標圖像◇可以對目標圖像實現基本I/O操作一、預期達到的技術目標和擬解決的技術問題視頻采集卡技術視頻采集就是將視頻

7、源的模擬信號通過處理轉變?yōu)閿荡a信息，并將這些數碼信息存儲在電腦硬盤上的過程。這種模擬數碼轉變是通過視頻采集卡上的采集芯片進行的。視頻采集卡的輸入端設有幾路視頻輸入口，可直接連接攝像機等設備的視頻輸出口。很多視頻卡能在捕捉視頻信息的同時獲得伴音，音頻與視頻可在數字化的同時保存、同步播放；較高檔的采集卡依靠特殊的處理芯片進行硬件實時數據壓縮處理，采集速度很快；而那些沒實時硬件壓縮功能的卡，也可通過電腦上的CPU進行被稱為軟件壓縮的處理。視頻采集卡的工作方式可以是單楨采集或者連續(xù)采集，也可以將采集的圖像序列放在內存和直接存儲到磁盤，還可以

8、經過壓縮以后存儲或不經過壓縮存儲。VFW技術VideoforWindows函數庫是Windows環(huán)境下實現實時視頻捕獲的重要工具主要包括vfw.h和vfw32.lib函數庫。該開發(fā)工具包含了開發(fā)視頻應用程序所需的接口函數，使用這些函數