非编视频采集丢帧分析与工作站配置

时间:2008-12-03   来源:   网友评论:0   人气: 978 作者:

由于模拟视频输入端可以提供不间断的信息源,视频采集卡要采集模拟视频序列中的每帧图像,并在采集下一帧图像之前把这些数据传入非线性编辑系统,因此,实现实时采集的关键是减少每一帧所需的处理时间。如果每帧视频图像的处理时间超过相邻两帧之间的相隔时间,则要出现数据的丢失,即丢帧现象。采集卡都是把获取的视频序列先进行压缩处理,然后再存入硬盘,也就是说视频序列的获取和压缩是在一起完成的,免除了再次进行压缩处理的不便。一般来说,丢帧现象大多数出现在采集AVI文件时,此时一般也要对图像进行压缩,压缩的算法为MPEG I帧,而I帧的压缩比较小,换句话说,压缩后的数据量仍然较大,再把它存在盘上时所用的时间相对比较长。如果在所要求的一个时间周期(对于PAL视频为40 ms)内不能完成从采集、压缩到存盘这样一个过程,就会影响到对下一帧的采集,就会出现丢帧现象。

    对于视频制作来说,视频采集的丢帧是一个常见的老大难问题。有些采集压缩卡在采集的过程中,并不显示丢帧情况,这并不表明它不会丢帧。大多数视频编辑软件如VirtualDub就有众多采集状态参数显示,可以从中了解当前的CPU负荷以及丢帧情况。视频信号的丢帧会在视音频传输及存储时产生不必要的麻烦,严重丢帧会造成视音频不同步的后果,甚至造成文件出错而不能使用,浪费宝贵的时间。以下是笔者在实际工作中总结的一些经验供参考。 

    丢帧的原因可分为两大类:一类是电脑软硬件配置及系统设置不合理、不配套造成的;另一类是视频源质量不高造成的,此类原因占大多数。

1、电脑软硬件配置及系统设置

通过环境和参数的优化可使视频采集达到最佳效果。
1.1CPU处理速度和内存容量
    由于模拟视频输入端可以提供不间断的信息源,视频采集卡要采集模拟视频序列中的每帧图像,并在采集下一帧图像之前把这些数据传入非线性编辑系统。因此,实现实时采集的关键是减少每一帧所需的处理时间。如果每帧视频图像的处理时间超过相邻两帧之间的相隔时间,就会丢失数据,即出现丢帧现象。性能越高的采集卡其处理每一帧所需的时间越短,数据率越高,这要求非线性编辑系统的CPU处理速度也越高。因此,选用较高性能的CPU并有效地利用内存是采集视频的基本要求。
1.2硬盘的优化
   由于采集的数字视频最终要存入硬盘中,因而足够的硬盘容量是视频采集的基础。目前的硬盘几乎都是DMA/33以上的,即便是5 400转,都有不小于6 Mb/s的连续写盘速度,因而硬盘本身可以满足大部分的采集任务。在实时采集和硬盘存入的过程中,硬盘的存取速度是数据采集和传输的“瓶颈”,如果采集和处理的数字视频速率高于硬盘的数据传输率,在实时采集的过程中就会出现丢帧现象。

    视频采集卡需要以非常高的数据率把采集到的视频数据写入到“非编”的硬盘中。数字视频的分辨率越高、质量越好,硬盘必须处理的数据传输率就越大,因此,用于视频采集的硬盘可从多种方面进行优化,以提高实际采集的效果。

1.3显示设置
    多数采集卡配备的采集程序,一般提供采集预览和实时监视视频数据的功能,即在采集之前可以预览采集的效果以调整采集参数,在采集的时候可以同步监视采集信号源的情况。无论是预览还是采集时同步监视,这个过程都是数字视频的回放。首先把模拟视频信号转换成数字视频数据,预览时直接把数据送“非编”的显示缓存进行屏幕显示,而同步监视是把采集到的数字视频数据保存成文件的同时把数据往显示缓存中送。由于数字视频的回放要占用“非编”较多的系统资源,如果“非编”系统的处理速度较慢,采集时同步监视必然要影响到采集的效果,导致采集时的丢帧,即采集时监视的效果并不一定是采集后再回放的效果。


 

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