这些年，跟着多媒体技能的飞速开展，运用多媒体计算机处置视频镜像已变成实践。本毕业规划即是运用视频/图象收集卡与CCD摄像机所构成的实时视频收集体系完成实时监控的规划。因而有必要先介绍一下有关视频的基本知识和视频/图象收集卡的状况。 

有关视频的基本知识 

依据三基色原理，在视频范畴运用R（红）、G（绿）、B（蓝）三色不一样份额的混合来体现丰厚多采的实践。经过摄像机的光敏器材像CCD（电荷耦合器材），将光信号变换成RGB三路电信号；其次，在电视机或监视器内部也运用RGB信号别离操控三支电子枪炮击荧光屏以发生镜像。这样，因为摄像机中原始信号和电视机、监视器中的结尾信号都是RGB信号，因而直接运用RGB信号作为视频信号的传输和记载方法会取得极高的信号质量。但这样做会极大地加宽视频带宽然后添加设备本钱，且这也与现行黑白电视不兼容，因而，在实践运用中不这样做，而是按亮度方程Y=0.39R+0.5G+0.11B（PAL制）RGB信号变换成亮度信号Y和两个色差信号U（B-Y）、V（R-Y），构成YUV重量信号。此种信号运用人眼对亮度细节分辨率高而对色度细节分辨率低的特色，对U、V信号带宽紧缩。U、V信号还可进一步组成一个色度信号C，进而构成Y/C记载方法。因为记载时对C信号采纳降频处置，因而也称彩色降频方法。Y和C又可进一步构成复合视频（Composite），即五颜六色全电视信号，这种方法便于传输和电视信号的发射。将RGB信号变换成YUV信号、Y/C信号直至composite信号的进程称为编码，逆进程则为解码。由此可看出，因为变换进程的多少，视频输出质量由YUV端口到Y/C端口到Composite端口顺次下降。因而，在视频捕捉或输出时挑选适宜的输入、输出端口可进步视频质量。别的，还应供给同步信号以确保传送图象安稳再现。 

视频影像是由一系列被称为帧的单个停止画面组成。通常帧率在24-30帧/秒时，视频运动非常平滑，而低于15帧/秒时就会有停顿感。在PAL制中，规则25帧/秒，每帧水平625扫描行（分奇数行、偶数行，即奇、偶两场，因选用隔行扫描方法）。在每一帧中，电子束由左上角隔行扫至右下角后再跳回至左上角有一个逆程期，约占整个扫描时刻的8%，因而625行中有用行只要576行，即笔直分辨率576点。按现行4:3电视规范，则水平分辨率为768点，这即是常见的一种分辨率768*576。别的，还有一种遵从CCIR601规范的PAL制，其分辨率为720*576。关于NTSC制，规则30帧/秒，525行/帧，隔行扫描，分奇、偶两场，图画大小720*486。因为PAL制与NTSC制处置方法不一样，因而互不兼容。断定视频每一帧时刻方位及视频片段持续时刻，运用的是专门的规范时刻编码格局SMPTE时刻码，表明为“H：M：S：F”，即“时：分：秒：帧”。 

PAL制与NTSC制通常都是模仿信号，视频捕捉卡可完成对它的A/D变换。视频捕捉卡先对输入视频信号以4:2:2格局进行采样，然后进行量化，通常对YUV（也即对RGB）各8bit量化，因而发生24位真彩。因为一帧图象数字化后数据量很大，为节约存储空间，还要对其进行紧缩处置。紧缩处置可分为有损紧缩和无损紧缩，而前者是以献身图象细节为价值的。紧缩可由软、硬件完成，后者可实实践时紧缩，而前者通常要在分辨率、色彩深度、帧率等方面做出一些献身。挑选紧缩比时，紧缩比越高，图象质量越差。经过上述进程，模仿视频即变成数字视频，而这一进程的逆进程即可完成数字视频的解紧缩与回放。别的，运用某些视频捕捉卡的输入、输出设置，能简略地完成PAL制与NTSC制的变换。 数字视频经解紧缩后，可送入显现卡并在计算机的显现器上显现出来。为在计算机的显现器上准确显现数字视频，有必要使视频显现方式与数字视频的类型相匹配。因为显象管存在着显现亮度信号的非线形，因而送入的图象信号有必要预先抵偿，这即是^ 校对，它只对中心色彩发生影响。计算机显现器的^ 通常为1.8，而PAL制图象的^ 值大概也是1.8，影响不大；但NTSC制图象的^ 值为2.2，若是不经调整，显现图象就会发白。 

视频/图象处置硬件的开展、分类与特色 

视频/图象处置硬件的开展前史 

图象与视频是两个既有联络又有差异的概念：停止的图像称为图象（Image），运动的图象称为视频（Video）。图象的输入要靠扫描仪、数字照相机或摄象机；而视频的输入只能是摄象机、录象机、影碟机以及电视接纳机等能够输出接连图象信号的设备。 

图象与视频处置体系包括：图象与视频的输入、输出设备，通用的计算机和附加的 专用处置硬件卡。不一样的运用环境，所需求的硬件设备、软件环境也不一样。 

数字图象处置技能与图象处置体系是七十年代晚期构成的一个独立学科，其时只能 处置停止图象，首要用于军事、科研医学等范畴。图象处置体系是为了加速处置速度而 规划的专用体系，在中小型计算机操控下运转。这些体系的规划大，价格昂贵。 

面向PC机的图象处置体系是八十年代中后期开端呈现的。它价格便宜，易于扩大， 软件丰厚，因而很快得到推行，带动了图象处置技能的遍及。这些年多媒体技能又使视 频处置有了新的用武之地。因为现代的视频处置体系也具有图象处置功用，因而有时就 不再严厉区别视频与图象处置硬件了。

归纳起来，面向PC机的图象、视频处置体系的开展前史已阅历了三个期间： 

一代商品（1990年之前）：专用图象处置体系。 

八十年代中期，PC机上开端有图象卡。但因为其时主机和总线主频低，磁盘速度、容量有限，因而约束了图象卡的开展。这一时期的图象卡功用单一，基本上只要图象收集和简略的处置功用。首要用于科学和试验研讨。 

这一代图象体系的杰出特色是必定要有一个专用的图象显现器与图象卡相连，用于显现图象，而图形是经过显现卡输出到图形显现器的，因而不方便完成图形/图象的同屏显现。 

这一时期图象处置硬件价格昂贵，功用又不能满意多媒体体系的需求（首要是没有 紧缩功用），因而不能为多媒体体系所用。

第二代商品（1991—1995年）：图形/图象显现合一的多媒体体系。 

在理论上，从位图视点看，图形与图象是一致的，完全能够选用同一个显现器；而在多媒体中包括视频媒体也是多媒体体系规划的开始方针。 

在技能上，推进这一进程的动力有两个：一方面因为各种增强型VGA显现操控器 和显现卡的功用进步，使得PC机有了较高显现分辨率，能够直接处置视频信息了；同 时，显现存储器容量添加，价格下降，使得高分辨率图形显现卡敏捷遍及。另一方面是各种可编程的视频操控芯片使视频信号与图形叠加变得十分简略。这些芯片有用地处置 了多制式五颜六色全电视信号的数字式锁相和解码技能，以及视频信号与图形信号的窗口控 制，然后使视频信号的输入/输出变得简略，规划和调试变得简略。运用这些芯片推出的视频卡，完成了VGA图形与视频信号的叠加。别的，这类卡上通常都有声响输入/输出功用，没必要再独自装备声卡了。 

这一时期是多媒体视频硬件开展敏捷的期间，图形与图象叠加疑问的处置使图象 体系真正为多媒体体系所用。各种收集卡、字幕叠加卡、紧缩/解紧缩卡、影片卡、电视卡层出不穷，敏捷遍及；各类规范如Video for Windows、MPEG-1、VCD1.1和VCD2.0的出台，使得在PC机上看影音文件乃至影片变成实践；还有经过计算机收看电视节意图电视调谐卡（TV Tuner）、将VGA输出信号编码为电视信号的TV Coder等。 

第三代商品（1996年之后）：多种功用集成化的多媒体体系。 体系集成是现代技能的首要趋势，多媒体自身即是技能集成的产品。这些年，多媒 体视频硬件首要在两个范畴开展。一是与网络通讯技能联系，由视频收集卡附加网络 通讯卡构成的多媒体视频会议、S可视电话、视频邮件、多媒体通讯终端等。到本世纪末和下世纪初，根据宽带多媒体通讯网络的交互式电视（ITV）、点播电视（VOD）以及长途教育体系、长途诊断体系、长途电子图书馆等新技能将付诸实施，经过交互电视的机顶盒（STB）完成网络阅读、电视购物、收看VOD节目等，结尾走向电视、电脑与电信的三电合一的意图。第二方面是与影视制造技能联系，构成集紧缩/解紧缩、组成输出、特技作用为一体的影视制造非线形修改体系。视频处置硬件结尾将从体系的选件转变为标准体系的组件。 

视频/图象处置硬件的分类与特色 

收集功用是各种视频卡的基本功用，对它进行扩大，可构成各种层次的视频处置卡：从简略视频收集卡到专业图象收集卡以及非线形修改体系。 视频收集卡 模仿图象经过采样、量化今后变换为数字图象并输入、存储到帧存储器的进程，叫做收集、数字化、获取、捕获、捕捉、抓取、抓帧等，因而视频收集卡也称捕获卡、获取卡、视频输入卡等。视频收集的模仿视频信号源能够是录象机、摄象机、摄录机、影碟机等，经过视频收集卡可将录象带、激光视盘等上的图象或现场的图象输入计算机。 

视频收集卡的工作方法能够是单帧收集或接连收集；可将收集的图象序列放在内存或磁盘上；可对图象进行紧缩或不紧缩。 

视频输出卡 

对计算机的VGA显现卡输出的以RGB方式表明的视频数据进行编码，将其变换成可供录象机和电视机输入和显现的组合视频信号的接口卡叫视频输出卡或编码卡（TVCoder）。 

视频输出卡有三种： 

外置式VGA到TV视频信号变换器：其典型实例即为台湾圆智Grand系列商品； 

内置式视频信号编码输出卡：这类卡现已很少见； 

将编码输出与收集功用集成在一块板上，构成具有频输入/输出功用的多功用卡：这类卡是当时的干流，首要用于各种非线性修改体系。 

紧缩/解紧缩卡 解压卡： 解压卡首要指能看VCD的MPEG解压卡，俗称“影片卡”。这种卡大都有音/视频输出端，具有动态视频交互功用。 

紧缩卡：紧缩卡首要是为制造影视节目和电子出版物用的。前者选用Motion-JPEG规范，紧缩比为5:1到7:1；后者选用MPEG紧缩，紧缩比为150:1到200:1。此外还有对于五颜六色或黑白静止图象紧缩的JPEG卡。 

电视接纳卡 电视卡有两种：将高频接纳/调谐电路和视频收集卡的功用集成在一块板上，板上有外接天线插孔，插上天线就可收看电视；在视频收集卡视频输入端接一个“高频头”。 

视频卡（非线性修改卡） 

这种卡集成了视频输入/输出、特技、紧缩及修改加工等多种功用，首要用于影视节目后期制造的非线性修改体系。