1．引言

成都創(chuàng)新互聯(lián)專業(yè)為企業(yè)提供虞城網(wǎng)站建設(shè)、虞城做網(wǎng)站、虞城網(wǎng)站設(shè)計(jì)、虞城網(wǎng)站制作等企業(yè)網(wǎng)站建設(shè)、網(wǎng)頁(yè)設(shè)計(jì)與制作、虞城企業(yè)網(wǎng)站模板建站服務(wù)，10多年虞城做網(wǎng)站經(jīng)驗(yàn)，不只是建網(wǎng)站，更提供有價(jià)值的思路和整體網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。

      視頻的采集和壓縮是進(jìn)行視頻傳輸、監(jiān)控等視頻應(yīng)用開(kāi)發(fā)時(shí)必須采取的步驟。 
      關(guān)于視頻采集，本文探討了一種基于Windows平臺(tái)的簡(jiǎn)單而實(shí)用的方法，利用微軟提供的VFW（Video For Windows）軟件包來(lái)實(shí)現(xiàn)，只需要有一般的USB攝像頭，就可以方便地對(duì)視頻進(jìn)行采集和保存。 
   視頻壓縮方面，本文探討了如何利用現(xiàn)階段壓縮率最大、傳輸可靠性最高的一種編碼標(biāo)準(zhǔn)—H.264標(biāo)準(zhǔn)的開(kāi)源編碼器（T264）來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)采集到的視頻文件進(jìn)行壓縮的方法，利用VFW 所采集到的視頻格式是沒(méi)有進(jìn)行任何壓縮的AVI 格式，首先對(duì)AVI 格式進(jìn)行轉(zhuǎn)換，再利用T264源碼對(duì)轉(zhuǎn)換后的視頻流文件進(jìn)行壓縮編碼，這樣就極大地壓縮了視頻文件，方便視頻的傳輸。

2．視頻信息的采集

    由于利用VFW軟件包能夠方便地實(shí)現(xiàn)視頻、音頻數(shù)據(jù)流到AVI文件的存儲(chǔ)，在Visual C++中將VFW軟件包的函數(shù)封裝成為AVICAP窗口類函數(shù)，利用AVICAP窗口類函數(shù)，程序員能夠通過(guò)發(fā)送消息或設(shè)置屬性來(lái)捕獲、播放和編輯視頻剪輯，能靈活地實(shí)現(xiàn)從模擬視頻源采集數(shù)字視頻信號(hào)，并將捕捉的視頻流存儲(chǔ)到磁盤或者直接對(duì)視頻緩存進(jìn)行處理。
    本文所述的方法是在Viusal C++ 6.0 軟件平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)的，而軟件實(shí)現(xiàn)的具體步驟如下： 
    1）在采集視頻前必須先創(chuàng)建一個(gè)視頻采集的窗口，以及添加一些具體的操作按鈕，窗口利用函數(shù)capCreateCaptureWindow 來(lái)創(chuàng)建，如果窗口創(chuàng)建成功，返回窗口的句柄(程序中hwndV)，如果創(chuàng)建不成功，則返回NULL 值。具體的創(chuàng)建程序及注釋如下： 
       hwndV=capCreateCaptureWindow(
      (LPSTR) "My Capture Window",   //捕捉窗口名稱
               WS_CHILD | WS_VISIBLE,       //窗口風(fēng)格樣式 
                        150, 150, 300, 280,          //窗口位置和大小 
                        (HWND) hwndMain,             //父窗口句柄 
               (int) 1);                    //窗口標(biāo)識(shí)
       2）采集開(kāi)始前，要將采集窗口與視頻設(shè)備相關(guān)聯(lián)，VFW接口采用capDriverConnect（hWndCap，,nIndex）這個(gè)函數(shù)，式中：hWndCap所建立的視頻捕捉窗口的句柄；nIndex為查詢得到的視頻卡驅(qū)動(dòng)程序的索引號(hào)。接下來(lái)，獲取視頻采集設(shè)備的能力及狀態(tài)信息，VFW中采用函數(shù)capDriverGetCaps(hwnd,psCaps,wsize)來(lái)得到采集設(shè)備的能力，而采用capGetStatus （hwnd,s,size）函數(shù)來(lái)得到采集設(shè)備的狀態(tài)信息。
       3）啟動(dòng)顯示模式并設(shè)置其模式參數(shù)，AVICAP  窗口類采用兩個(gè)函數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)，具體程序和注釋如下：  
       capPreviewRate( hwndVideo, 66); //設(shè)置預(yù)覽播放速率 
        capreview( hwndVideo, TRUE);   //啟動(dòng)預(yù)覽模式 
      4）采集視頻流并保存，并終止視頻采集并斷開(kāi)與采集設(shè)備的連接，在程序的開(kāi)頭定義一個(gè)結(jié)構(gòu)體OPENFN，用于初始化一個(gè)對(duì)話框，而這個(gè)對(duì)話框是用來(lái)保存視頻的對(duì)話框。
  具體程序如下： 
 if (!isRecordFileOpen)
{ 
      OPENFN ofname;     //打開(kāi)文件結(jié)構(gòu)體
       ZeroMemory(&ofname, sizeof(OPENFN)); //初始化結(jié)構(gòu)體 
      ofname.lStructSize = sizeof(OPENFN);    //結(jié)構(gòu)體的大小 
      ofname.hwndOwner = hwndMain;            //主窗口句柄 
     ofname.lpstrFile = recordFile;         //保存的文件指針 
     ofname.nMaxFile = sizeof(recordFile);   //保存文件的大小 
      ofname.lpstrFilter = "Video\0*.avi";   //保存文件的后綴 
      ofname.nFilterIndex = 1;               //文件索引號(hào) 
      ofname.lpstrFileTitle = NULL;          //文件名指針 
      ofname.nMaxFileTitle = 0; 
    ofname.lpstrInitialDir = NULL; 
    ofname.Flags=OFN_PATHMUSTEXIST|OFN_FILEMUSTEXIST; 
     if(GetSaveFileName(&ofn) == TRUE)    //顯示保存文件的對(duì)話框
     {
       strcpy(recordFile, ofn.lpstrFile);
       strcat(recordFile, ".avi");
       isRecordFileOpen = true;
     }
 } 
        設(shè)置好保存文件以后，需用函數(shù)CreateThread來(lái)創(chuàng)建一個(gè)錄像的線程在其中采集視頻流，并利用函數(shù)capDriverDisconnect 來(lái)終止視頻采集并斷開(kāi)與采集設(shè)備的連接，錄像線程的具體代碼如下：

       DWORD id;                          //創(chuàng)建一個(gè)錄像線程
          SECURITY_ATTRIBUTES ma;
       ma.nLength = sizeof(SECURITY_ATTRIBUTES);
       ma.lpSecurityDescriptor = NULL;
       ma.bInheritHandle = TRUE;
       hVideoThread = (&ma, (ULONG)0,
       videoThreadProc, (LPVOID)(ULONG)0, (ULONG)0, &id);

3．視頻格式的轉(zhuǎn)換

     本文所采用的是基于H.264編碼標(biāo)準(zhǔn)的視頻壓縮方法，所利用的源碼是由中國(guó)視頻編碼自由組織聯(lián)合開(kāi)發(fā)的t264編×××，在使用本源碼前，編碼器要求進(jìn)行壓縮的文件格式應(yīng)為YUV 格式視頻文件，而VFW采集到的視頻文件是最原始的AVI 格式，因而要進(jìn)行格式的轉(zhuǎn)換 。 
       從AVI格式到Y(jié)UV 格式的轉(zhuǎn)換，并沒(méi)有直接的公式，而AVI視頻文件流的每一幀對(duì)應(yīng)一個(gè)BMP(RGB)文件，則可以利用公式轉(zhuǎn)換成YUV 文件，轉(zhuǎn)換的公式如下：
     Y = 0.299R + 0.587G + 0.114B
     Cb = 0.564(B - Y )
     Cr = 0.713(R -Y )
      其中，Cb 對(duì)應(yīng)U，Cr 對(duì)應(yīng)V，分別表示構(gòu)成彩色的兩個(gè)分量，而在程序中，則通過(guò)以下的程序來(lái)實(shí)現(xiàn)(按4:2:0 采樣格式)：
      void RGB2YUV ( uint8 R, uint8 G, uint8 B, uint8 *y, uint8 *u, uint8 *v )
   {
     *y = Clip ( ( ( 66 * int(R) + 129 * int(G) + 25 * int(B) + 128) >> 8) + 16 );
     *u = Clip ( ( ( -38 * int(R) - 74 * int(G) + 112 * int(B) + 128) >> 8) + 128 );
     *v = Clip ( ( ( 112 * int(R) - 94 * int(G) - 18 * int(B) + 128) >> 8) + 128 );
   }

4．利用編碼器進(jìn)行壓縮編碼

     由中國(guó)視頻編碼自由組織聯(lián)合開(kāi)發(fā)的編碼器在基于VisualC++平臺(tái)上創(chuàng)建了一個(gè)console程序，而前述的視頻采集程序因?yàn)橛写翱?、按鈕等視圖窗口，故是一個(gè)windows程序，在Visual C++平臺(tái)中，要將console 程序和windows 程序很好地結(jié)合在一起使用，是個(gè)很復(fù)雜的過(guò)程，因此，可以在前面視頻采集程序里面運(yùn)用一個(gè)C++函數(shù)ShellExecute 來(lái)調(diào)用編碼器函數(shù)。
    具體實(shí)現(xiàn)的步驟如下：
    1）首先針對(duì)采集后經(jīng)格式轉(zhuǎn)換生成的YUV文件，得到它的幀數(shù)目，在配置文件enconfig.txt修改編碼幀的數(shù)目，例如如果幀數(shù)目為100，將enconfig.txt 文件中的第6、7、8 行： 
     300 # total frame number
    300 # i intervals
    300 # idr intervals 
     改為 :
    100 # total frame number 
    100 # i intervals
    100 # idr intervals
     幀數(shù)目修改以后，文件生成的路徑也應(yīng)該改為最終exe 文件生成的路徑，在enconfig.txt的最后三行進(jìn)行修改。
    1）編譯編碼器，是采用的CONSOLE 程序，一般是在命令行中來(lái)執(zhí)行exe 程序，而本文中的方法是利用入口函數(shù)main(int argc, char* argv[])的特征，其中，argc 表示參數(shù)的個(gè)數(shù)，而argv[]數(shù)組用于保存參數(shù)的指針，在程序中就對(duì)參數(shù)進(jìn)行賦值，省去了進(jìn)入命令行進(jìn)行執(zhí)行的繁瑣過(guò)程，從而生成一個(gè)可以直接拿來(lái)運(yùn)用的exe 程序。具體賦值語(yǔ)句如下：
     argv[0]="T264.exe";
   argv[1]="-e";
   argv[2]="enconfig.txt";
   2）設(shè)置t264.exe 文件路徑，上述的過(guò)程中已經(jīng)生成一個(gè)可執(zhí)行的t264.exe 文件，如果將YUV文件放在與之相同的目錄下，在調(diào)試運(yùn)行這個(gè)程序的時(shí)候就可以生成264碼流文件，達(dá)到編碼的目的。但本文是需要將采集、壓縮編碼在同一個(gè)程序中完成，因而把生成的t264.exe文件復(fù)制到采集程序的調(diào)試目錄下面。
3）上述的工作都做好以后，可以在采集程序里面調(diào)用編碼器程序了，這時(shí)用一個(gè)函數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)，具體代碼是：  
           ShellExecute(NULL,"open","t264.exe",
       "T264.exe –e enconfig.txt",NULL,SW_SHOWNORMAL);
      其中，SW_SHOWNORMAL 指的是一種程序運(yùn)行風(fēng)格，此時(shí)代表正常運(yùn)行，在調(diào)用時(shí)可以看到程序運(yùn)行的全部過(guò)程（DOS命令窗口顯示），如果需要程序透明執(zhí)行，不可見(jiàn)，則可以用SW_HIDE 來(lái)代替它。 
      至此，整個(gè)視頻采集、格式轉(zhuǎn)換與編碼壓縮的過(guò)程就全部完成了，本文中所采集的AVI文件大小為4.075M，經(jīng)格式轉(zhuǎn)換后的YUV 文件大小為5.458M，而最終生成的264 碼流大小只有27k，壓縮率達(dá)到了150.9倍。

5．總結(jié) 

  本文所探討的從視頻采集、格式轉(zhuǎn)換到壓縮編碼的整個(gè)過(guò)程，可以簡(jiǎn)單方便地完成，可以直接應(yīng)用在視頻監(jiān)控或者視頻的網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)鹊那捌陂_(kāi)發(fā)。佰銳科技已為視頻監(jiān)控音視頻即時(shí)通訊提供了解決方案。http://www.bairuitech.com

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