基于Delphi的VFW視頻捕獲程序的開發(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(tǒng)中最關(guān)鍵的技術(shù)之一，能否準(zhǔn)確捕獲指定的視頻圖像，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)精確地?cái)?shù)據(jù)分析與處理，關(guān)系到整個(gè)系統(tǒng)的成敗。筆者在開發(fā)“公路安全線軋壓檢測(cè)系統(tǒng)”時(shí)就遇到此情況。該系統(tǒng)主要研究在公路關(guān)鍵地段，過往機(jī)動(dòng)車輛是否瞬間軋壓黃色安全線。因此車輛軋壓安全線的一個(gè)主要原因是車輛超車或逆向行使而違反了上下行規(guī)則，這是造成交通事故的最主要、最直接的因素。本系統(tǒng)通過實(shí)時(shí)拍攝，抓取瞬間圖像，并經(jīng)過系統(tǒng)的分析和處理來(lái)及時(shí)準(zhǔn)確地檢測(cè)車輛行駛情況，從而驅(qū)動(dòng)控制設(shè)備以作出相關(guān)處理。

顯然，這個(gè)系統(tǒng)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(shù)字視頻的一個(gè)軟件包VFW。它能使應(yīng)用程序通過數(shù)字化設(shè)備從傳統(tǒng)的模擬視頻源得到數(shù)字化的視頻剪輯。VFW的一個(gè)關(guān)鍵思想是播放時(shí)不需要專用硬件。為了解決數(shù)字視頻數(shù)據(jù)量大的問題，需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮，而VFW引進(jìn)了AVI的文件標(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)在硬盤上及在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)。但VFW可使程序員通過發(fā)送消息或設(shè)置屬性來(lái)捕獲、播放和編輯視頻剪輯。當(dāng)用戶在安裝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(shè)備驅(qū)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 視頻捕獲程序開發(fā)的基本步驟

2.1 使用AVICap窗口類

筆者使用的是AVICap窗口類來(lái)開發(fā)視頻捕獲程序。AVICap類支持實(shí)時(shí)視頻流捕獲和單幀捕獲，并提供對(duì)視頻源的控制。通常使用的MCI控件雖然也提供了數(shù)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，還不能滿足實(shí)時(shí)地從視頻緩存中提取數(shù)據(jù)的要求。對(duì)于使用沒有視頻疊加能力的捕獲卡的PC機(jī)來(lái)說(shuō)，用MCI提供的命令集是無(wú)法捕獲視頻流的。而AVICap窗口類在捕獲視頻方面具有一定的優(yōu)勢(shì)，它能直接訪問視頻緩沖區(qū)，而不需要生成中間文件，因而實(shí)時(shí)性很強(qiáng)，效率也很高。另外，它還可將數(shù)字視頻捕獲到一個(gè)文件中。

2.2 開發(fā)的基本步驟

開發(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(yīng)以此為基礎(chǔ)進(jìn)行所有的捕獲及設(shè)置操作?！安东@窗”可用AVICap窗口類的“Cap Create Capture Window”函數(shù)來(lái)創(chuàng)建，其窗口風(fēng)格可設(shè)置為WSCHILD和WS_VISIBLE參數(shù)。

“捕獲窗”類似于標(biāo)準(zhǔn)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；

*以O(shè)verlay或Preview模式對(duì)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(nèi)容拷貝到另一個(gè)文件；

*設(shè)置捕獲速率；

*顯示控制視頻源、視頻格式及視頻壓縮的對(duì)話框；

*創(chuàng)建、保存或載入調(diào)色板；

*將圖像和相關(guān)的調(diào)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(qū)動(dòng)程序

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

（3）設(shè)置視頻設(shè)備的屬性

通過設(shè)置TcaptureParms結(jié)構(gòu)變量的各個(gè)成員變量，可以控制設(shè)備的采樣頻率、中斷采樣按鍵、狀態(tài)行為。設(shè)置好TcaptureParms結(jié)構(gòu)變量后，可以用函CapCaptureSetSetup使設(shè)置生效。之后還可以用CapPreviewScale、CapPreviewRate設(shè)置預(yù)覽的比例與速度，也可以直接使用設(shè)備的默認(rèn)值。

（4）打開預(yù)覽

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

通過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(shè)備捕獲到的視頻數(shù)據(jù)，則要使用捕獲窗回調(diào)函數(shù)來(lái)處理，比如一幀一幀地獲得視頻數(shù)據(jù)或以流的方式獲得視頻數(shù)據(jù)等。

3 基于Delphi的視頻捕獲程序

根據(jù)系統(tǒng)對(duì)系統(tǒng)訪問、處理速度等方面的特殊需求，筆者選用Delphi作為開發(fā)工具。下面以開發(fā)一個(gè)逐幀從視頻設(shè)備上捕獲視頻數(shù)據(jù)的程序?yàn)槔瑏?lái)說(shuō)明每個(gè)函數(shù)的作用以及開發(fā)的具體過程。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(shù)據(jù)。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(shè)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(shù)據(jù)指針的結(jié)構(gòu)變量，用于回調(diào)函數(shù)中

CapParms:TcaptureParms； //用于設(shè)置設(shè)備屬性的結(jié)構(gòu)變量

（4）編寫代碼

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

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(biāo)

0，//Y坐標(biāo)

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(yīng)啟動(dòng)一個(gè)捕獲幀回調(diào)函數(shù)VideoStreamCallBack。捕獲一個(gè)視頻流或當(dāng)前設(shè)備狀態(tài)時(shí)，應(yīng)分別使用以下函數(shù)：

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

CapSetCallbackOnError； //得到一個(gè)設(shè)備錯(cuò)誤

CapSetCallbackOnStatus //得到一個(gè)設(shè)備狀態(tài)

//定義一個(gè)幀捕獲回調(diào)函數(shù)

CapSetCallbackOnFrame （ghCapWnd,LongInt（@VideoStreamCallBack））；

//將一個(gè)捕獲窗口與一個(gè)設(shè)備驅(qū)動(dòng)相關(guān)聯(lián)，第二個(gè)參數(shù)是個(gè)序號(hào)，當(dāng)系統(tǒng)中裝有多個(gè)顯示驅(qū)動(dòng)程序時(shí)，其值分別依次為0到總個(gè)數(shù)

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(shè)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(shù)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(qū)動(dòng)器斷開

end；

定義捕獲幀回調(diào)函數(shù)：

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(shù)據(jù)COPY到一個(gè)內(nèi)存中，注意：DATAPOINT要先分配空間

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

……

end；

4 結(jié)束語(yǔ)

靈活地使用AVICap窗口類的回調(diào)函數(shù)可以滿足各種需求，但要注意從視頻卡中捕獲的視頻數(shù)據(jù)的格式和圖像的長(zhǎng)寬要參考視頻卡的參數(shù)。另外，有些視頻卡通過設(shè)置可支持多種格式和圖像長(zhǎng)寬，所以，在還原圖像時(shí)，要注意參考所用的視頻卡的參數(shù)。