基于Delphi的VFW視頻捕獲程序的開(kāi)發(fā)

關(guān)鍵詞：Delphi Video for Windows 視頻捕獲

1 引言

視頻捕獲與實(shí)時(shí)處理是目前圖像處理系統中最關(guān)鍵的技術(shù)之一，能否準確捕獲指定的視頻圖像，進(jìn)而實(shí)現精確地數據分析與處理，關(guān)系到整個(gè)系統的成敗。筆者在開(kāi)發(fā)“公路安全線(xiàn)軋壓檢測系統”時(shí)就遇到此情況。該系統主要研究在公路關(guān)鍵地段，過(guò)往機動(dòng)車(chē)輛是否瞬間軋壓黃色安全線(xiàn)。因此車(chē)輛軋壓安全線(xiàn)的一個(gè)主要原因是車(chē)輛超車(chē)或逆向行使而違反了上下行規則，這是造成交通事故的最主要、最直接的因素。本系統通過(guò)實(shí)時(shí)拍攝，抓取瞬間圖像，并經(jīng)過(guò)系統的分析和處理來(lái)及時(shí)準確地檢測車(chē)輛行駛情況，從而驅動(dòng)控制設備以作出相關(guān)處理。

顯然，這個(gè)系統的關(guān)鍵之處是實(shí)時(shí)捕獲視頻圖像。為此，采用微軟公司推出的關(guān)于數字視頻的一個(gè)軟件包VFW。它能使應用程序通過(guò)數字化設備從傳統的模擬視頻源得到數字化的視頻剪輯。VFW的一個(gè)關(guān)鍵思想是播放時(shí)不需要專(zhuān)用硬件。為了解決數字視頻數據量大的問(wèn)題，需要對數據進(jìn)行壓縮，而VFW引進(jìn)了AVI的文件標準。該標準未規定如何對視頻進(jìn)行捕獲、壓縮及播放，僅規定視頻和音頻該如何存儲在硬盤(pán)上及在A(yíng)VI文件中交替存儲視頻幀和與之相匹配的音頻數據。但VFW可使程序員通過(guò)發(fā)送消息或設置屬性來(lái)捕獲、播放和編輯視頻剪輯。當用戶(hù)在安裝VFW時(shí)，安裝程序會(huì )自動(dòng)地安裝配置視頻所需要的組件，如設備驅動(dòng)程序、視頻壓縮程序等。VFW主要由6個(gè)模塊組成。具體如表1所列。

表1 VFW功能模塊

2 視頻捕獲程序開(kāi)發(fā)的基本步驟

2.1 使用AVICap窗口類(lèi)

筆者使用的是AVICap窗口類(lèi)來(lái)開(kāi)發(fā)視頻捕獲程序。AVICap類(lèi)支持實(shí)時(shí)視頻流捕獲和單幀捕獲，并提供對視頻源的控制。通常使用的MCI控件雖然也提供了數字視頻服務(wù)。并為視頻疊加提供了Overlay命令集等，但這些命令主要是基于文件的操作，還不能滿(mǎn)足實(shí)時(shí)地從視頻緩存中提取數據的要求。對于使用沒(méi)有視頻疊加能力的捕獲卡的PC機來(lái)說(shuō)，用MCI提供的命令集是無(wú)法捕獲視頻流的。而AVICap窗口類(lèi)在捕獲視頻方面具有一定的優(yōu)勢，它能直接訪(fǎng)問(wèn)視頻緩沖區，而不需要生成中間文件，因而實(shí)時(shí)性很強，效率也很高。另外，它還可將數字視頻捕獲到一個(gè)文件中。

2.2 開(kāi)發(fā)的基本步驟

開(kāi)發(fā)視頻捕獲程序主要有以下四個(gè)步驟：

（1）創(chuàng )建“捕獲窗”。

在進(jìn)行視頻捕獲之前必需要先創(chuàng )建一個(gè)“捕獲窗”，并應以此為基礎進(jìn)行所有的捕獲及設置操作?！安东@窗”可用AVICap窗口類(lèi)的“Cap Create Capture Window”函數來(lái)創(chuàng )建，其窗口風(fēng)格可設置為WSCHILD和WS_VISIBLE參數。

“捕獲窗”類(lèi)似于標準控件，它具有下列功能：

*將視頻流和音頻流捕獲到一個(gè)AVI文件中；

*動(dòng)態(tài)地同視頻和音頻輸入器件連接或斷開(kāi)；

*以Overlay或Preview模式對輸入的視頻流進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示；

*在捕獲時(shí)，可指定所用的文件名，并可將捕獲文件的內容拷貝到另一個(gè)文件；

*設置捕獲速率；

*顯示控制視頻源、視頻格式及視頻壓縮的對話(huà)框；

*創(chuàng )建、保存或載入調色板；

*將圖像和相關(guān)的調色板拷貝到剪貼板；

*將捕獲的單幀圖像保存到DIB格式文件。

（2）關(guān)聯(lián)捕獲窗和驅動(dòng)程序

單獨定義的捕獲窗是不能工作的，它須與一個(gè)設備相關(guān)聯(lián)才能取得視頻信號。用函數CapDriver Connect可使捕獲窗與其設備驅動(dòng)程序相關(guān)聯(lián)。

（3）設置視頻設備的屬性

通過(guò)設置TcaptureParms結構變量的各個(gè)成員變量，可以控制設備的采樣頻率、中斷采樣按鍵、狀態(tài)行為。設置好TcaptureParms結構變量后，可以用函CapCaptureSetSetup使設置生效。之后還可以用CapPreviewScale、CapPreviewRate設置預覽的比例與速度，也可以直接使用設備的默認值。

（4）打開(kāi)預覽

利用函數CapOverlay可選擇是否采用疊加模式預覽，以使系統資源占用小，視頻顯示速度加快。然后用CapPreview啟動(dòng)預覽功能，這時(shí)就可以在屏幕上看到來(lái)自攝像機的圖像了。

通過(guò)以上四步就可以建立一個(gè)基本的視頻捕獲程序，但如果想自己處理從設備捕獲到的視頻數據，則要使用捕獲窗回調函數來(lái)處理，比如一幀一幀地獲得視頻數據或以流的方式獲得視頻數據等。

3 基于Delphi的視頻捕獲程序

根據系統對系統訪(fǎng)問(wèn)、處理速度等方面的特殊需求，筆者選用Delphi作為開(kāi)發(fā)工具。下面以開(kāi)發(fā)一個(gè)逐幀從視頻設備上捕獲視頻數據的程序為例，來(lái)說(shuō)明每個(gè)函數的作用以及開(kāi)發(fā)的具體過(guò)程。所給例程的功能是可以在屏幕上顯示捕獲到的視頻，并可以獲得每一幀的圖像數據。具體步驟如下：

（1）新建一個(gè)工程，并將AVICAP32.PAS包含到USES中。

（2）在Form1上放置一個(gè)Tpanel控件，設Name為“gCapVideoArea”，該控件用于顯示視頻。之后再放置兩個(gè)Tbutton控件，一個(gè)Name為“Openvideo”,另一個(gè)Name為“Closevideo”。

（3）定義全局變量

ghCapWnd:Thandle； //定義捕獲窗句柄

VideoStr:LPVIDEOHDR; //可以得到視頻數據指針的結構變量，用于回調函數中

CapParms:TcaptureParms； //用于設置設備屬性的結構變量

（4）編寫(xiě)代碼

在Name為“Openvideo”的Tbutton的Click事件中寫(xiě)入以下代碼：

procedure Tform1.OpenvidoClick(Sender:TObject)；

begin

//使用Tpanel控件來(lái)創(chuàng )建捕獲窗口

ghCapWnd：=CapCreateCaptureWindow(Pchar('KruwoSoft')，

WS_CHILD or WS_VISIBLE, //窗口樣式

0,//X坐標

0，//Y坐標

gCapVideoArea,Width, //窗口寬

gCapVideoArea,Handle， //窗口句柄

0)； //一般為0

為了能夠捕獲視頻，應啟動(dòng)一個(gè)捕獲幀回調函數VideoStreamCallBack。捕獲一個(gè)視頻流或當前設備狀態(tài)時(shí)，應分別使用以下函數：

CapSetCallbackOnVideoStream; //捕獲一個(gè)視頻流

CapSetCallbackOnError； //得到一個(gè)設備錯誤

CapSetCallbackOnStatus //得到一個(gè)設備狀態(tài)

//定義一個(gè)幀捕獲回調函數

CapSetCallbackOnFrame （ghCapWnd,LongInt（@VideoStreamCallBack））；

//將一個(gè)捕獲窗口與一個(gè)設備驅動(dòng)相關(guān)聯(lián)，第二個(gè)參數是個(gè)序號，當系統中裝有多個(gè)顯示驅動(dòng)程序時(shí)，其值分別依次為0到總個(gè)數

CapDreiverConnect(ghCapWnd，0)；

CapParms,dwRequestMicroSecPerFrame：=40000；

CapParms.fLimitEnabled:=FALSE；

CapParms.fCaptureAudio：=FALSE;//NO Audio

CapParms.fMCIControl:=FALSE;

CapParms.fYield:=TRUE;

CapParms.vKeyAbort:=VK_ESCAPE;

CapParms.fAbortLeftMouse:=FLASE;

CapParms.fAbortRightMouse:=FALSE;

//使設置生效

CapCaptureSetSetup(ghCapWnd,LongInt(@CapParms)，sizeof(TCAPTUREPARMS));

CapPreviewScale(ghCapWnd,1);

CapPreviewRate(ghCapWnd,66)；

如果要捕獲視頻流，則要使用函數來(lái)指定不生成文件。否則將會(huì )自動(dòng)生成AVI文件：

CapCaptureSequenceNoFile(ghCapWnd)；

指定是否使用疊加模式，1為使用，否則為0；

CapOverlay(ghCapWnd,1);

CapPreview(ghCapWnd,1);

End;

在Name為“Closevideo”的Tbutton的Click事件中寫(xiě)入以下代碼：

procedure TForm1.ClosevideoClick(Sender:Tobject)；

begin

capCaptureAbort(ghCapWnd); //停止捕獲

capDriveDisconnect(ghCapWnd)； //將捕獲窗同驅動(dòng)器斷開(kāi)

end；

定義捕獲幀回調函數：

function FrameCallBack（hWnd:HWND;lpVHdr:LongInt）:LongInt；stdcall；

var

DataPoint:^byte；

DibLen,RectWidth,RectHeight:integer；

begin

VideoStr:=LPVIDEOHDR(lpVHdr);

DibLen:=VideoStr^.dwBufferLength;

GetMem(DataPoint,64000);

//將幀數據COPY到一個(gè)內存中，注意：DATAPOINT要先分配空間

CopyMemory（DataPoint，VideoStr^.lpData,Diblen）；

……

end；

4 結束語(yǔ)

靈活地使用AVICap窗口類(lèi)的回調函數可以滿(mǎn)足各種需求，但要注意從視頻卡中捕獲的視頻數據的格式和圖像的長(cháng)寬要參考視頻卡的參數。另外，有些視頻卡通過(guò)設置可支持多種格式和圖像長(cháng)寬，所以，在還原圖像時(shí)，要注意參考所用的視頻卡的參數。