实时音视频数据采集和传输技术

李一松

上海航天第804研究所上海201109

摘要：目前，实时音视频的数据采集和传输技术应用十分广泛，例如公司里常用的视频会议、学校中常见的远程教育、超市里的视频监控、大家常用的视频通话等。因为在不同的场合对于实时音视频数据采集和传输技术的要求也有所不同，所以根据实际问题选择合适的技术设计是非常重要的。人们之前使用的采集设备虽然使用方便，但是由于硬件的相关性强，使用起来会发生运用不灵活的现象，在一些比较复杂的场合就不太适合应用。将围绕实时音视频数据采集和传输技术展开详细分析，希望能够给相关人士提供重要的参考价值。

关键词：音视频数据；采集；传输

引言：随着科技的高速发展，我们对于音视频的传输和采集技术也有了更多的要求，通过高码流技术和多声道技术，可以有效的实现音视频的采集使得其在采集过程当中不失真，然后通过高效的音视频传输技术，可以让其保留其原有的频率和幅值，让其以高质量的形式传输到目的地，本文对其展开探讨。

一、实时音视频采集技术简析

（一）高码流技术

音视频采集需要利用高码流的技术应用，在文件传输过程可采取上变换的措施对信号接口进行针对性的设置，确保单声道信号在变换的设置策略下得到采集。而对于完成播放声音的视频服务器同样也要复合混合系统的要求，必须同时音视频采集两种信号，使得单声道文件可随时转变为多声道信号输出。在另一方面，引入上下变换器技术运用到声音系统的实现中，可在不同的需求之下，针对性的进行不同的设置方式进而调整，进而可实现单声道与多声道信号之间便捷的上下变换。并且，为了达到音视频采集混合制播系统良好工作的效果，其中重要的一环即音视频采集作品的播出模式必须针对性的进行设计，既可以将多声道作品和单声道作品的播出系统分别管理，产生各自分立的多声道、单声道信号，分别进行各自的独立播出，也可以直接使用多声道播出系统实现节目的录制，而在输出的过程中利用清晰度转换器完成多声道向单声道的转变，进而兼顾到部分无法实现多声道播放的终端设备，此类音视频采集转换模式操作便捷，易于实现，因此被广泛的运用在大部分作品的节目制作传播。一般来说在录制现场会选用高分辨率的采集装置，可能有时候会用模拟的录音机来代替数字录音机，因为模拟音视频采集装置可以防潮、防摔，有利于在复杂的条件下使用，使得录音的效果得到保证，如果用多声道进行录制无法对于声像进行有效的定位，从而获得较好的交叉混合效果，在播出的时候利用多声道可以有效的把单个声道当中的音轨进行混合，从而达到相应的效果，使用立体声的方式可以完成多样的效果录制，但是其主要取决于能否用解码器来对我们所录制的声音进行播放，一个较为成熟的模式来进行播放，给人以身临其境的体验，模拟音视频采集装置也有了更快的发展。

（二）多声道技术

音视频采集可以通过多个声道来实现较好的兼容性，它还提供了双向立体声播放的良好兼容性，其中从左和右扬声器再现可以形成立体声中心，并且环绕从两个扬声器再现，以漫射方式发射音频信号。一个简单的四声道解码器可以简单地向中心扬声器发送和信号（左声道+右声道），并将差分信号（左声道-右声道）发送到周围。但是这样的解码器将在相邻的扬声器通道之间无法提供较高精度的差分信号，因此用于中置扬声器的信号需要从左侧和右侧扬声器传输。然而，左右两者之间以及中心和环绕通道之间存在着完全的分离。为了克服这个问题，电影解码器使用差分电路来改善分离的情况。逻辑电路决定哪个扬声器通道具有最高信号电平并给予其优先级，衰减馈送到相邻通道的信号。因为相对通道之间已经存在完全分离，所以不需要衰减很多，实际上解码器在左声道和右声道优先级之间切换。这对杜比立体声的混音造成了一些限制，并确保声音混音器混合配乐，他们将通过杜比立体声编码器和解码器串联监听声音组合。除了差分电路之外，环绕声道还通过延迟，可调节高达100ms的音频，以适应不同情况下的观看，这利用了优先效应来将声音定位到预期的方向[1]。

二、音视频传输技术

多声道作品和单声道作品在传输技术上的不同，因此导致了其各自的音频幅型相异。在作品的制作当中，需要用上下变换来对于作品当中的声音进行采样与分析和调整，但是在时空的分辨率转换当中可能会出现一定的损失，因此我们的系统当中应该加强其分辨和调整，使得上下变换技术能够有效的实现声音质量的变换，尽量的减少损失，使得音色不失真。因此，幅型在进行转变的过程中，必须确保原声音不进行裁切形变，并可以通过增大信息量例如扩展传输带宽可很好的降低质量损失程度。在声音技术实现的过程中，对于声音的实现，通常是采用镶嵌的技术使其播放在声音信号上，因此，对于多声道环绕的作品信号的制作与传播，应该加强声音所采用的形式、技术标准在单声道节目中的应用，我们的设备开发需要对于音色进行调试和保护，但是我国的成套开发体系还没有成熟，因此我们必须对于传统的模式来进行改造，提升设备的智能化计算能力，使得音色能够被有效的检测出来[2]。

三、使用VFW进行音视频数据采集

VFW是在1992年由微软公司推出的一项新的音视频方面的技术手段，主要是为了解决当时存在的数学音视频中遇到的问题。VFW的使用极大地方便了音视频的数据采集，不仅可以对数据进行实时采集、编辑和播放的功能，还能开发其他复杂的应用。VFW的不同模块具有不同的功能，其中最常用的就是VFW中的AVICAP模块，它可以用来实现视频捕捉的功能。首先，我们要在应用程序中创建一个AVICAP的窗口；其次，可以通过向这个窗口发送消息来实现对窗口的控制。AVICAP的优点是可以对数据实现全面的捕捉，并将捕捉到的数据写入磁盘中，可以给用户提供预览的功能；缺点是不擅长使用非文件型的视频、软件等，在程序的运行过程中，不能通过改编程序对这些视频、软件的格式及属性进行更改，而只能像平常一样，在对话框里设置这些格式和属性。在把音视频的数据转化为文件的时候，VFW最擅长的就是对AVI文件的转换。VFW进行音视频捕捉的过程可以简单地概括成：创建需要进行捕捉的窗口、对需要回调的函数进行注册处理、获得需要捕捉的窗口的设置功能、设置参数等，将这些工作处理完毕后，就要断开主机与捕获设备的连接，以防数据的丢失。VFW还具有对音视频数据的压缩和解压、对文件信息的更改、控制图像显示等主要功能。现如今，VFW的使用已经远远不能满足人们的需求，尤其是在微软已经放弃了对VFW的后续开发之后，它在应用方面存在的不足也越来越明显。所以在现在的工程应用中，除非我们只有VFW这一个设备可以使用或是只是利用VFW就可以完成我们需要处理的工作之外，已经很少使用VFW了[3]。

结论

简而言之，音视频数据传输为通信的发展提供了相关的保障，各种技术使得信息的采集与管理越来越方便，可以使得其设备的使用更加方便，这些创新技术使得音视频传输技术越来越成为各行业的重要发展趋势，因此我们需要提升技术的可靠性，使其更好地为我们而服务。

参考文献：

[1]陆开华.实时音视频数据采集和传输技术研究[J].中国高新技术企业，2016（21）：21-22.

[2]张红林，马永涛，刘开华．基于LabWindows/CVI的音视频实时采集压缩系统[J]．电视技术，2014，（5）．

[3]范晨．基于嵌入式系统的危险区域探测机器人数字音视频实时传输系统设计[D]．山东大学，2010．