當前，在Windows 平臺下開(kāi)發(fā)視頻應用程序一般采用兩種方式：一種是基于視頻采集卡所附帶的二次軟件開(kāi)發(fā)包SDK（Software development kit）進(jìn)行。這種方式的優(yōu)點(diǎn)是應用方便，容易上手，缺點(diǎn)是對硬件的依賴(lài)性較強，靈活性差，且功能參差不齊，不能充分滿(mǎn)足各種視頻應用程序的開(kāi)發(fā)需要；
另一種方式是基于VFW(Video for Windows)進(jìn)行的。VFW 是Microsoft公司為開(kāi)發(fā)Windows平臺下的視頻應用程序提供的軟件工具包，提供了一系列應用程序編程接口（API），用戶(hù)可以通過(guò)它們很方便地實(shí)現視頻捕獲[1]、視頻編輯及視頻播放等通用功能，還可利用回調函數開(kāi)發(fā)更復雜的視頻應用程序。它的特點(diǎn)是播放視頻時(shí)不需要專(zhuān)用的硬件設備，而且應用靈活，可以滿(mǎn)足視頻應用程序開(kāi)發(fā)的需要。Windows操作系統自身就攜帶了VFW，系統安裝時(shí)，會(huì )自動(dòng)安裝VFW的相關(guān)組件。VC++自4.0以來(lái)就支持VFW，大大簡(jiǎn)化了視頻應用程序的開(kāi)發(fā)。目前，PC機上多媒體應用程序的視頻部分，大都是利用VFW API開(kāi)發(fā)的。
1 VFW 的體系結構
VFW以消息驅動(dòng)方式對視頻設備進(jìn)行存取，可以很方便地控制設備數據流的工作過(guò)程。目前，大多數的視頻采集卡驅動(dòng)程序都支持VFW接口，它主要包括多個(gè)動(dòng)態(tài)連接庫，通過(guò)這些組件間的協(xié)調合作，來(lái)完成視頻的捕獲、視頻壓縮及播放功能。VFW體系結構如圖1所示。
1）VICAP.DLL：主要實(shí)現視頻捕獲功能，包含了用于視頻捕獲的函數，為音像交錯AVI (Audio video interleaved)格式文件和視頻、音頻設備程序提供一個(gè)高級接口。
2）MSVIDEO.DLL：能夠將視頻捕獲窗口與獲驅動(dòng)設備連接起來(lái)，支持ICM視頻編碼服務(wù)。
3）MCIAVI.DRV：包含MCI（Media control interface）命令解釋器，實(shí)現回放功能。
4）AVIFILE.DLL：提供對AVI文件的讀寫(xiě)操作等文件管理功能。
5）ICM ( Installable compression manager )：即壓縮管理器，提供對存儲在AVI文件中視頻圖像數據的壓縮、解壓縮服務(wù)。
6）ACM ( Audio Compression Manager )：即音頻壓縮管理器，提供實(shí)時(shí)音頻壓縮及解壓縮功能。
2 視頻捕獲
視頻數據的實(shí)時(shí)采集，主要通過(guò)AVICAP模塊中的消息、宏函數、結構以及回調函數來(lái)完成。視頻捕獲的一般過(guò)程如下：
2.1 建立捕獲窗口
利用AVICAP 組件函數 capCreateCaptureWindow() 建立視頻捕獲窗口，它是所有捕獲工作及設置的基礎，其主要功能包括：① 動(dòng)態(tài)地同視頻和音頻輸入器連接或斷開(kāi)；② 設置視頻捕獲速率；③ 提供視頻源、視頻格式以及是否采用視頻壓縮的對話(huà)框；④ 設置視頻采集的顯示模式為Overlay或為Preview; ⑤ 實(shí)時(shí)獲取每一幀視頻數據；⑥ 將一視頻流和音頻流捕獲并保存到一個(gè)AVI文件中； ⑦ 捕獲某一幀數字視頻數據，并將單幀圖像以DIB格式保存；⑧ 指定捕獲數據的文件名，并能將捕獲的內容拷貝到另一文件。
2.2 登記回調函數[2]
登記回調函數用來(lái)實(shí)現用戶(hù)的一些特殊需要。在以一些實(shí)時(shí)監控系統或視頻會(huì )議系統中，需要將數據流在寫(xiě)入磁盤(pán)以前就必須加以處理，達到實(shí)時(shí)功效。應用程序可用捕獲窗來(lái)登記回調函數，以便及時(shí)處理以下情況：捕獲窗狀態(tài)改變、出錯、使用視頻或音頻緩存、放棄控制權等，相應的回調函數分別為 capStatusCallback(), capErrorCallback(), capVideoStreamCallback(), capWaveStreamCallback(),capYieldCallback()。
2.3 獲取捕獲窗口的缺省設置
通過(guò)宏capCaptureGetSetup(hWndCap,&m_Parms,sizeof(m_Parms))來(lái)完成。
2.4 設置捕獲窗口的相關(guān)參數
通過(guò)宏capCaptureSetSetup(hWndCap,&m_Parms,sizeof(m_Parms))來(lái)完成。
2.5 連接捕獲窗口與視頻捕獲卡
通過(guò)宏capDriveConnect(hWndCap,0)來(lái)完成。
2.6 獲取采集設備的功能和狀態(tài)
通過(guò)宏capDriverGetCaps(hWndCap,&m_CapDrvCap，sizeof(CAPDRIVERCAPS))來(lái)獲取
視頻設備的能力，通過(guò)宏capGetStatus(hWndCap,&m_CapStatus,sizeof(m_CapStatus))
來(lái)獲取視頻設備的狀態(tài)。
2.7 設置捕獲窗口顯示模式
視頻顯示有Overlay(疊加)和Preview(預覽)兩種模式。在疊加模式下，捕獲視頻數據布展系統資源，顯示速度快，視頻采集格式為YUV格式，可通過(guò)capOverlay(hWndCap,TRUE)來(lái)設置；預覽模式下要占用系統資源，視頻由系統調用GDI函數在捕獲窗顯示，顯示速度慢，它支持RGB視頻格式。
2.8 捕獲圖像到緩存或文件并作相應處理
若要對采集數據進(jìn)行實(shí)時(shí)處理，則應利用回調機制，由capSetCallbackOnFrame（hWndCap, FrameCall-
backProc)完成單幀視頻采集；由capSetCallbackOnVideoStream(hWndCap, VideoCallbackProc)完成視頻流采集。如果要保存采集數據，則可調用capCaptureSequence（hWnd）；要指定文件名，可調用capFileSetCap-
ture(hwnd, Filename)。
2.9 終止視頻捕獲 斷開(kāi)與視頻采集設備的連接
調用capCatureStop(hWndCap)停止采集，調用capDriverDisconnect(hWndCap), 斷開(kāi)視頻窗口與捕獲驅動(dòng)程序的連接。
3 視頻編輯和播放
利用VFW，不僅可以實(shí)現視頻流的實(shí)時(shí)采集，還提供了編輯和播放功能，主要通過(guò)AVIFILE、ICM、ACM、MCIWnd 等組件之間的協(xié)作來(lái)完成。
1) AVIFileInit();//初始化;
2) AVIFileOpen(); //打開(kāi)一個(gè)AVI文件并獲文件的句柄;
3) AVIFileInfo(); //獲取文件的相關(guān)信息，如圖像的Width和Height等;
4) AVIFileGetStream(); //建立一個(gè)指向需要訪(fǎng)問(wèn)的數據流的指針;
5) AVIStreamInfo(); //獲取存儲數據流信息的AVISTREAMINFO結構;
6) AVIStreamRead(); //讀取數據流中的原始數據, 對AVI文件進(jìn)行所需的編輯處理；
7) AVIStreamRelease(); //釋放指向視頻流的指針;
8) AVIFileRelease();AVIFileExit(); //釋放AVI文件。
若數據是壓縮過(guò)的，則用AVIStreamGetFrameOpen(),AVIStreamGetFrame()和AVIStreamGetFrameClose()來(lái)操作，可以完成對視頻流的逐幀分解。
3.2 視頻播放
對于實(shí)現視頻流的播放，VFW提供了MCIWnd窗口類(lèi)[4]，主要用于創(chuàng )建視頻播放區，控制并修改MCI窗口當前加載媒體的屬性。一個(gè)由函數、消息和宏組成的庫與MCIWnd相關(guān)聯(lián)，通過(guò)它們可以進(jìn)行AVI文件操作，很方便地使應用程序完成視頻播放功能。
1)MCIWndCreate(); //注冊MCIWnd窗口類(lèi)，創(chuàng )建MCIWnd窗口，并指定窗口風(fēng)格；
2)AVIFileInit(); //初始化；
3) AVIFileOpen(); //打開(kāi)AVI文件；
4) AVIFileGetStream(); //獲得視頻流；
5)運用相關(guān)函數進(jìn)行各種播放任務(wù)：MCIWndPlay()正向播放AVI文件內容,MCIWndPlayReverse()反向播放,MCIWndResume() 恢復播放,MCIWndPlayPause()暫停播放，MCIWndStop()停止播放等等。
6) AVIStreamRelease(); //釋放視頻流；
7）AVIFileRease();AVIFileExit(); //斷開(kāi)與AVI文件的連接，釋放視頻源。
由以上步驟可以看出，視頻播放是視頻編輯其中的一種操作。
4 結束語(yǔ)
隨著(zhù)社會(huì )的發(fā)展，人們對多媒體技術(shù)的需求也越來(lái)越高，已經(jīng)不滿(mǎn)足單一的通信功能，要求影像與聲音的同步服務(wù)，如可視電話(huà)、視頻會(huì )議、各種實(shí)時(shí)監控系統、報警系統等，而數字視頻技術(shù)則是多媒體技術(shù)的核心之一。微軟推出的數字視頻處理軟件開(kāi)發(fā)包Video for Windows,將開(kāi)發(fā)者從硬件的底層束縛中解放出來(lái)，大大簡(jiǎn)化了數字視頻捕獲這一原本很復雜的工作，利用它可以很方便的將模擬視頻信號數字化，并支持進(jìn)一步處理和播放，為開(kāi)發(fā)實(shí)時(shí)視頻應用程序開(kāi)辟了道路。
參考文獻：
[1] 周長(cháng)發(fā). VC++多媒體編程技術(shù)與實(shí)例[M]. 北京：電子工業(yè)出版社, 1999.
[2] 張星明. 視頻圖像捕獲及運動(dòng)檢測技術(shù)的實(shí)現[J]. 計算機工程, 2002, 28（8）：130-132.
[3] 肖永隆，王 理. 利用VFW庫函數快速分解AVI數據流[J]. 信息工程大學(xué)學(xué)報, 2001, 2(3)：39-42.
[4] 喻其炳. 多媒體信息處理在Windows中的應用[J]. 重慶工商大學(xué)學(xué)報, 2003, 20(1)：64-66.
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