高清采集卡的編碼方式分析
來源:中國(guó)數(shù)字音視工程網(wǎng) 編輯:windy 2011-12-16 09:12:01 加入收藏
隨著視頻應(yīng)用的不斷普及,視頻采集卡的需求也越來越多,從個(gè)人家庭的DV視頻信號(hào)采集,到專業(yè)的電視臺(tái)采集編輯等,都需要視頻采集卡。視頻采集卡按照其用途可分為廣播級(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,它們檔次的高低主要是采集圖像的質(zhì)量不同。 專業(yè)級(jí)視頻采集卡的檔次比廣播級(jí)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,其最小的壓縮比一般在6:1以內(nèi),輸入輸出接口為AV復(fù)合端子與S端子。民用級(jí)視頻采集卡的動(dòng)態(tài)分辨率一般較低,絕大多數(shù)不具有視頻輸出功能。
作為一個(gè)PC的內(nèi)部硬件設(shè)備,以前除了專業(yè)人員外,使用視頻采集卡的電腦玩家也是屈指可數(shù)。但現(xiàn)在視頻會(huì)議的大力發(fā)展,對(duì)視頻會(huì)議的圖象質(zhì)量有了高要求,因?yàn)槠涔δ茌^USB攝像頭的多樣性,現(xiàn)在越來越多的企業(yè)用戶也開始使用視頻采集卡。
視頻采集卡是將模擬攝像機(jī)、錄像機(jī)、LD視盤機(jī)、電視機(jī)輸出的視頻信號(hào)等輸出的視頻數(shù)據(jù)或者視頻音頻的混合數(shù)據(jù)輸入電腦,并轉(zhuǎn)換成電腦可辨別的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù),存儲(chǔ)在電腦中,成為可編輯處理的視頻數(shù)據(jù)文件。
電腦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。大多數(shù)視頻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,然后再通過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。
目前由于計(jì)算機(jī)配置的提高,軟件性能的日益完善,越來越多的視頻采集卡都采用了軟壓縮來實(shí)現(xiàn),韋斯科技目前推出的高清視頻采集卡都是采用軟壓模式,韋斯科技推出的高清視頻采集卡,其耗用CPU時(shí)間的縮放和去隔行等圖像處理在FPGA內(nèi)完成,極大的減少了CPU的負(fù)擔(dān),同時(shí)高效率 DMA傳輸方式進(jìn)一步解放了CPU的能力,從而讓CPU專注與用戶指定的工作。
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