基于VFW視頻捕捉設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)

劉廣文 李相偉 陳廣秋

（1、長(zhǎng)春理工大學(xué)，吉林 長(zhǎng)春 130022 2、空軍航空大學(xué)，吉林 長(zhǎng)春 130022）

1 VFW視頻捕捉

以多媒體為代表的信息技術(shù)和信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和應(yīng)用對(duì)人類社會(huì)產(chǎn)生的影響和作用越來(lái)越顯著，但是多媒體信息帶來(lái)了“信息爆炸”，無(wú)疑給存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)容量、通信干線的信道傳輸率以及計(jì)算機(jī)的速度都增加了極大的壓力。數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)是個(gè)行之有效的方法，通過(guò)數(shù)據(jù)壓縮手段把信息數(shù)據(jù)量壓下來(lái)，以壓縮形式存儲(chǔ)和傳輸，既緊縮節(jié)約了存儲(chǔ)空間，又提高了通信千線的傳輸效率，同時(shí)也使計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)處理音頻、視頻信息，以保證播放出高質(zhì)量的視頻、音頻節(jié)目成為可能。VFW（Video for Windows）是Microsoft公司推出的關(guān)于數(shù)字視頻的一個(gè)軟件包，它能使應(yīng)用程序數(shù)字化并播放從傳統(tǒng)模擬視頻源得到的視頻剪輯。VFW的一個(gè)關(guān)鍵思想是播放時(shí)不需要專用硬件，為了解決數(shù)字視頻數(shù)據(jù)量大的問(wèn)題，需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮。于是，它引進(jìn)了AVI文件標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)未規(guī)定如何對(duì)視頻進(jìn)行捕獲、壓縮及播放，僅規(guī)定視頻和音頻該如何存儲(chǔ)在硬盤上，在AVI文件中交替存儲(chǔ)視頻幀和與之相匹配的音頻數(shù)據(jù)，VFW給程序員提供。

VFW主要由以下6個(gè)模塊組成。

(1)AVICAP.DLL：包括了執(zhí)行視頻捕獲的函數(shù)，它給AVI文件I/O和視頻、音頻設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序提供了一個(gè)高級(jí)接口。

(2)MSVIDEO.DLL：用一套特殊的DrawDib函數(shù)來(lái)處理屏幕上的視頻操作。

(3)MCIAVI.DRV：此驅(qū)動(dòng)程序包括對(duì)VFW的MCI命令的解釋器。

(4)AVIFILE.DLL：支持由標(biāo)準(zhǔn)多媒體I/O（MMIO）函數(shù)提供的更高的命令來(lái)訪問(wèn).AVI文件。

(5)壓縮管理器（ICM）：管理用于視頻壓縮-解壓縮的編解碼器（CODEC）。

(6)音頻壓縮管理器ACM：提供與ICM相似的服務(wù)，不同的是它適于波形音頻。

Visual C++在支持VFW方面提供有vfw32.lib、msacm32.lib、winmm.lib 等類似的庫(kù)。特別是它提供了功能強(qiáng)大、簡(jiǎn)單易行、類似于MCIWnd的窗口類AVICap為應(yīng)用程序提供了一個(gè)簡(jiǎn)單的、基于消息的接口，使之能訪問(wèn)視頻和波形音頻硬件，并能在將視頻流捕獲到硬盤上的過(guò)程中進(jìn)行控制。而用視頻捕捉設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序才能真正控制視頻流的大小。捕捉設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序和相應(yīng)的底層硬件決定了視頻捕捉的方方面面，包括可接受的視頻源、顯示方式、格式以及壓縮方式。一個(gè)音頻驅(qū)動(dòng)程序會(huì)指定被捕捉到的音頻數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)格式和壓縮方式。

2 捕捉設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的性能

可以用WM-CAP-DRIVER-GET-CAPS消息（或者capDriverGetCaps宏）來(lái)得到連接到當(dāng)前捕捉窗口的硬件的性能。這個(gè)消息通過(guò)CAPDRIVERCAPS結(jié)構(gòu)返回設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序和硬件的性能信息。

3 視頻對(duì)話框

每個(gè)捕捉驅(qū)動(dòng)器都可以提供4個(gè)對(duì)話框來(lái)控制視頻的數(shù)字化和捕捉過(guò)程，為了減少視頻數(shù)據(jù)的大小，它們還會(huì)定義視頻的壓縮屬性。視頻源對(duì)話框用于控制視頻輸入頻道的選擇和一些影響視頻圖像被數(shù)字化的幀緩沖的參數(shù)選擇。這個(gè)對(duì)話框枚舉連續(xù)視頻源的捕捉卡的信號(hào)種類，并且控制顏色、對(duì)比度、飽和度的改變。如果視頻捕捉驅(qū)動(dòng)程序支持，還可以用WMCAP-DLG-VIDEOSOURCE消息（或者capDlgVideoSource宏）來(lái)更新和顯示這個(gè)對(duì)話框。

4 預(yù)覽和疊加模式

一個(gè)捕捉驅(qū)動(dòng)程序能提供兩個(gè)方法來(lái)顯示輸入視頻流：預(yù)覽和疊加模式。如果兩個(gè)方法都提供了，用戶就可以從中選擇一種使用了。

預(yù)覽模式將數(shù)字幀從捕捉設(shè)備傳到系統(tǒng)內(nèi)存，然后用圖形設(shè)備接口（GUI）函數(shù)來(lái)把這些幀顯示到捕捉窗口上。當(dāng)父窗口失去焦點(diǎn)時(shí)，應(yīng)用程序會(huì)減小預(yù)覽頻率，而當(dāng)父窗口得到焦點(diǎn)時(shí)，應(yīng)用程序會(huì)增加預(yù)覽頻率。因?yàn)轭A(yù)覽操作很比較消耗CPU資源，這一操作會(huì)減小系統(tǒng)的整體響應(yīng)時(shí)間。

有3條消息用來(lái)控制預(yù)覽操作。

(1)通過(guò)把WM-CAP-SET-PREVIEW消息（或capPreview宏）發(fā)送給捕捉窗口來(lái)使預(yù)覽模式有效或者失效。

(2)通過(guò)把WM-CAP-SET-PREVIEWRA TE消息（或capPreviewRate宏）發(fā)送給捕捉窗口來(lái)設(shè)置在預(yù)覽模式夏幀的顯示頻率。

(3)用WM-CAP-SET-ShCALE消息（或capPreviewScale宏）來(lái)使預(yù)覽模式的縮放有效或者無(wú)效。

5 視頻格式

可以發(fā)送WM-CAP-GET-VIDEOFORMAT消息給捕捉窗口（或者用capGetVideoFormat和capGetVideoFormatSize宏）來(lái)得到視頻格式的結(jié)構(gòu)和該結(jié)構(gòu)的大小。而向捕捉窗口發(fā)送WM-CAP-SET-VIDEOFORMAT消息（或者用capSetVideoFormat宏）則可以設(shè)置視頻格式。

6 視頻捕捉設(shè)置

CAPTUREPARMS結(jié)構(gòu)體里面包含了許多視頻流捕捉的控制參數(shù)，控制視頻捕捉過(guò)程中的幾個(gè)方面，對(duì)它進(jìn)行操作可以完成一些功能：指定幀頻率；指定申請(qǐng)的視頻緩沖區(qū)的大??；使音頻捕捉有效或無(wú)效；指定捕捉間隔；指定MCI設(shè)備在捕捉過(guò)程中是否使用；指定鍵盤或者鼠標(biāo)來(lái)控制捕捉結(jié)束；指定捕捉中的默認(rèn)視頻類別。

可以發(fā)送WM-CAP-GET-SEQUENCESETUP消息給捕捉窗口（或者用capCaptureGetSetup宏）來(lái)得到一個(gè)CAPTUREPARM S結(jié)構(gòu)體類型的返回值，里面有當(dāng)前的捕捉設(shè)備。而要設(shè)備捕捉窗口的設(shè)備，要先把設(shè)備值填充到一個(gè)CAPTUREPARMS結(jié)構(gòu)體內(nèi)，然后把它作為參數(shù)，用WM-CAP-GET-SEQUENCESETUP消息（或者capCaptureGetSetup宏）發(fā)送給捕捉窗口。

7 音頻格式

可以發(fā)送WM-CAP-GET-AUDIOFORMAT消息給捕捉窗口（或者用capGetAudioFormat和capGetAudioFormatSize宏）來(lái)得到音頻數(shù)據(jù)的格式和該格式結(jié)構(gòu)體的大小。默認(rèn)的捕捉音頻格式是mono、8-bitHE和11kHz PCM。當(dāng)用WM-CAP-GET-AUDIOFORMAT消息得到格式時(shí)，通常會(huì)用WAVEFORMATEX結(jié)構(gòu)?？梢韵虿蹲酱翱诎l(fā)送WM-CAP-SET-AUDIOFORMAT消息（或者用capSetAudioFormat宏）來(lái)設(shè)置音頻格式。設(shè)置時(shí)要傳入一個(gè)WAVEFORMAT、WAVEGORMATEX或者PCMWAV EFORMAT結(jié)構(gòu)的指針，到底選用哪種結(jié)構(gòu)取決于音頻類型。

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