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    虛擬攝像頭技術在視頻會議系統中的應用

    文章出處:責任編輯:高怡人氣: 發表時間:2018-11-30 09:43 字體大小:【 】

      大家上網都知道視頻攝像頭,它簡稱爲WEBCAM,是通過USB與電腦連接的,或直接嵌入在筆記本電腦屏幕的上方,主要應用在網絡會議、即時通訊、IP電話等軟件中。那麼虛擬攝像頭是什麼呢,就是用軟件手段在計算機中模擬出一個攝像頭硬件,它本身不具備視頻採集的功能,但可以將圖片、視頻文件或其它設備採集到的視頻做爲虛擬攝像頭的輸出,並可加入各種個性化的特效。例如,在沒有真實網絡攝像頭情況下,也可以通過虛擬攝像頭軟件進行視頻聊天,只不過對方看到的不是真實的視頻,而是一些預設的錄像或圖片。

      目前網上的一些用虛擬攝像頭技術開發的軟件,多被用來在網絡聊天軟件中欺騙對方。實際上,虛擬攝像頭有效克服了真實網絡攝像頭內容單一、依賴硬件的缺點,使用領域非常寬廣。本文以虛擬攝像頭在視頻會議系統的使用項目爲例,具體分析系統的開發思路和效果,希望能對虛擬攝像頭技術的推廣應用起到拋磚引玉的效果。

      虛擬攝像頭驅動的開發可以遵循以下3條路線:

      1.傳統的WDM驅動的開發模式,WDM是微軟爲Windows2000及後續操作系統提供的通用驅動程序模型,一個驅動程序可以看作是一個運行在系統底層的DLL,採用WDM的方式開發虛擬攝像頭需要從驅動整體入手,在操作系統中虛擬出一個設備,需要開發者具備豐富的計算機接口和Windows驅動開發經驗。

      2.基於DirectShow平臺的開發模式,DirectShow是微軟推出的基於COM的流媒體處理開發包,與DirectX開發包一起發佈,用DirectShow開發虛擬攝像頭無需涉及驅動程序編寫,體積小巧、安裝過程不會引起安全軟件和操作系統的警告,且視頻處理效率比WDM高。

      3.利用DSF框架平臺開發,微軟DSF框架利用小端口驅動把一個虛擬的USB設備控制器驅動接在計算機上,涉及驅動層面的內容DSF已經做好了,開發者只需按DSF接口標準開發一個動態鏈接庫用來模擬設備功能,再開發一個腳本文件用於模擬設備的物理插拔動作,一個虛擬設備就做好了。

      上述3條開發路線中,路線1、2對開發者的要求較高,開發時間也相對較長;方案3則相對簡單,基本不需要與驅動打交道,但利用DSF框架開發的軟件,在客戶的機器上部署相對繁瑣,不利於商業推廣。剛入門的開發者建議在網上搜索虛擬攝像頭的開源代碼,以加快開發進度。

      無論哪種方式開發的虛擬攝像頭驅動,都必須有一個外部數據傳入的接口(建議做成COM形式方便調用)。其它軟件(如下文所述的數據轉發軟件)可以通過這個接口,傳入RGB格式的位圖數據,虛擬攝像頭將傳入的位圖作爲拍攝到的影像,通過QQ、MSN、Netmetting等軟件顯示出來。RGB是一種工業標準的位圖數據存儲方式,每一幅位圖就是一幀,當每秒傳入25幅以上的位圖,虛擬攝像頭就會顯示出流暢的視頻了。

    虛擬攝像頭技術在視頻會議系統中的應用

      在視頻會議系統中的應用

      例如,某大型企業分支機構遍佈全省,各地的營業現場均安裝了視頻監控系統。該企業經常通過視頻會議軟件組織全省範圍的會議。使用者希望通過視頻會議軟件,除了能看到參會者外,在會議討論過程中,還經常需要將一些生產經營現場的畫面調出來顯示,供大家討論。由於視頻會議軟件具有網絡攝像頭接口,我們開發了一套適用於視頻會議的虛擬攝像頭軟件:滿足客戶需求的關鍵,是在畫中畫功能基礎上,實現一個畫面是真實的網絡攝像頭採集到的圖像(一般是參會者),另一個畫面是視頻監控系統傳輸過來的圖像(一般是生產經營現場),相結合形成畫中畫後,通過虛擬攝像頭顯示出來。獲取真實網絡攝像頭採集到的圖像有WIA,DirectShow, VFW等幾種技術,通常的手段是通過剪貼板從緩存中獲取圖像並轉換爲位圖,但這種方式存在幀率低、不兼容多線程等問題。經研究,我們通過VFW的回調函數功能,獲取攝像頭採集到的位圖,可達到高幀率、低CPU佔用的效果。

      隨着視頻會議功能的深入使用,用戶又提出了新的問題:開會期間,臨時需要將一些沒有安裝監控攝像機的場景,在視頻會議上展示出來。爲此係統增加了智能手機設備的支持:在Android或IPhone手機上安裝專用的軟件,即可將手機攝像頭拍攝到的圖像,通過無線網絡傳輸到電腦上,數據轉發軟件可以將收到的手機圖像轉換爲RGB格式,並傳送給虛擬攝像頭。

      可見,虛擬攝像頭技術的發展擺脫了視頻會議地域、環境和設備的限制,給企業和個人帶來了極大的便利,同時提高了工作效率,降低企業成本,相信虛擬攝像頭在視頻會議系統中將得到越來越廣泛的應用,虛擬攝像頭技術將更加促進視頻監控行業的發展,虛擬攝像頭技術的未來被無限看好!
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