編寫C++程序使DirectShow進行視頻捕捉
視頻捕捉Graph的構建
一個能夠捕捉音頻或者視頻的graph圖都稱之為捕捉graph圖。捕捉graph圖比一般的文件回放graph圖要復雜許多,dshow提供了一個Capture Graph Builder COM組件使得捕捉graph圖的生成更加簡單。Capture Graph Builder提供了一個ICaptureGraphBuilder2接口,這個接口提供了一些方法用來構建和控制捕捉graph。
首先創(chuàng)建一個Capture Graph Builder對象和一個graph manger對象,然后用filter graph manager 作參數(shù),調(diào)用ICaptureGraphBuilder2::SetFiltergraph來初始化Capture Graph Builder??聪旅娴拇a吧:
HRESULT InitCaptureGraphBuilder(IGraphBuilder **ppGraph, //Receives the pointer
ICaptureGraphBuilder2 **ppBuilder) //Receives the pointer
{
if(!ppGraph || !ppBuilder)
{
return E_POINTER;
}
IGraphBuilder *pGraph = NULL;
ICaptureGraphBuilder2 *pBuild = NULL;
//Create the Capture Graph Builder
HRESULT hr = CoCreateInstance(CLSID_CaptureGraphBuilder2, NULL,
CLSCTX_INPROC_SERVER, IID_ICaptureGraphBuilder2,
(void**)&pGraph);
if(SECCEEDED(hr))
{
//Create the Filter Graph Manager
hr = CoCreateInstance(CLSID_FilterGraph, 0, CLSCTX_INPROC_SERVER,
IID_IGraphBuilder, (void**)&pGraph);
if(SECCEEDED(hr))
{
//Initialize the Capture Graph Builder
pBuild->SetFiltergraph(pGraph);
//Return both interface pointers to the caller
*ppBuild = pBuild;
*ppGraph = pGraph; //The caller must release both interface
return S_OK;
}
else
{
pBuild->Release();
}
}
return hr; //Failed
}
視頻捕捉的設備
現(xiàn)在許多新的視頻捕捉設備都采用的是WDM驅(qū)動方法,在WDM機制中,微軟提供了一個獨立于硬件設備的驅(qū)動,稱為類驅(qū)動程序。驅(qū)動程序的供應商提供的驅(qū)動程序稱為minidrivers。Minidrivers提供了直接和硬件打交道的函數(shù),在這些函數(shù)中調(diào)用了類驅(qū)動。
在directshow的filter圖表中,任何一個WDM捕捉設備都是做為一個WDM Video Capture過濾器(Filter)出現(xiàn)。WDM Video Capture過濾器根據(jù)驅(qū)動程序的特征構建自己的filter
Direcshow中視頻捕捉的Filter Pin的種類
捕捉Filter一般都有兩個或多個輸出pin,他們輸出的媒體類型都一樣,比如預覽pin和捕捉pin,因此根據(jù)媒體類型就不能很好的區(qū)別這些pin。此時就要根據(jù)pin的功能來區(qū)別每個pin了,每個pin都有一個GUID,稱為pin的種類。
如果想仔細的了解pin的種類,請看后面的相關內(nèi)容Working with Pin Categories。對于大多數(shù)的應用來說,ICaptureGraphBuilder2提供了一些函數(shù)可以自動確定pin的種類。
預覽pin和捕捉pin
視頻捕捉Filter都提供了預覽和捕捉的輸出pin,預覽pin用來將視頻流在屏幕上顯示,捕捉pin用來將視頻流寫入文件。
預覽pin和輸出pin有下面的區(qū)別:
1 為了保證捕捉pin對視頻楨流量,預覽pin必要的時候可以停止。
2 經(jīng)過捕捉pin的視頻楨都有時間戳,但是預覽pin的視頻流沒有時間戳。
預覽pin的視頻流之所以沒有時間戳的原因在于filter圖表管理器在視頻流里加一個很小的latency,如果捕捉時間被認為就是render時間的話,視頻renderFilter就認為視頻流有一個小小的延遲,如果此時render filter試圖連續(xù)播放的時候,就會丟楨。去掉時間戳就保證了視頻楨來了就可以播放,不用等待,也不丟楨。
- 預覽pin的種類GUID為PIN_CATEGORY_PREVIEW
- 捕捉pin的種類GUID為PIN_CATEGORY_CAPTURE
Video Port pin
Video Port是一個介于視頻設備(TV)和視頻卡之間的硬件設備。同過Video Port,視頻數(shù)據(jù)可以直接發(fā)送到圖像卡上,通過硬件的覆蓋,視頻可以直接在屏幕顯示出來。Video Port就是連接兩個設備的。
使用Video Port的最大好處是,不用CPU的任何工作,視頻流直接寫入內(nèi)存中。
如果捕捉設備使用了Video Port,捕捉Filter就用一個video port pin代替預覽pin。
video port pin的種類GUID為PIN_CATEGORY_VIDEOPORT
一個捕捉filter至少有一個Capture pin,另外,它可能有一個預覽pin 和一個video port pin,或者兩者都沒有,也許filter有很多的capture pin,和預覽pin,每一個pin都代表一種媒體類型,因此一個filter可以有一個視頻capture pin,視頻預覽pin,音頻捕捉pin,音頻預覽pin。
Upstream WDM Filters
在捕捉Filter之上,WDM設備可能需要額外的filters,下面就是這些filter
- TV Tuner Filter
- TV Audio Filter.
- Analog Video Crossbar Filter
盡管這些都是一些獨立的filter,但是他們可能代表的是同一個硬件設備,每個filter都控制設備的不同函數(shù),這些filter通過pin連接起來,但是在pin中沒有數(shù)據(jù)流動。因此,這些pin 的連接和媒體類型無關。他們使用一個GUID值來定義一個給定設備的minidriver,例如:TV tuner Filter 和video capture filter都支持同一種medium。
在實際應用中,如果你使用ICaptureGraphBuilder2來創(chuàng)建你的capture graphs,這些filters就會自動被添加到你的graph中。更多的詳細資料,可以參考WDM Class Driver Filters。
選擇一個視頻捕捉設備(Select capture device)
如何選擇一個視頻捕捉設備,可以采用系統(tǒng)設備枚舉,詳細資料參見Using the System Device Enumerator 。enumerator可以根據(jù)filter的種類返回一個設備的monikers。Moniker是一個com對象,可以參見IMoniker的SDK。
對于捕捉設備,下面兩種類是相關的。
- CLSID_AudioInputDeviceCategory 音頻設備
- CLSID_VideoInputDeviceCategory 視頻設備
下面的代碼演示了如何枚舉一個視頻捕捉設備
ICreateDevEnum *pDevEnum = NULL;
IEnumMoniker *pEnum = NULL;
//Create the system device enumerator
HRESULT hr = CoCreateInstance(CLSID_SystemDeviceEnum, NULL,
CLSCT_INPROC_SERVER, IID_ICreateDevEnum,
reinterpret_cast<void**>(&pDevEnum));
if(SUCCEEDED(hr))
{
//創(chuàng)建一個枚舉器,枚舉視頻設備
hr = pDevEnum->CreateClassEnumerator(CLSID_VideoInputDeviceCategory,
&pEnum, 0);
}
IEnumMoniker接口pEnum返回一個IMoniker接口的列表,代表一系列的moniker,你可以顯示所有的設備,然后讓用戶選擇一個。
采用IMoniker::BindToStorage方法,返回一個IPropertyBag接口指針。然后調(diào)用IPropertyBag::Read讀取moniker的屬性。下面看看都包含什么屬性:
1 FriendlyName 是設備的名字
2 Description 屬性僅僅適用于DV和D-VHS/MPEG攝象機,如果這個屬性可用,這個屬性更詳細的描述了設備的資料
3DevicePath 這個屬性是不可讀的,但是每個設備都有一個獨一無二的。你可以用這個屬性來區(qū)別同一個設備的不同實例
下面的代碼演示了如何顯示遍歷設備的名稱 ,接上面的代碼
HWND hList; //Handle to the list box
IMoniker *pMoniker = NULL;
while(pEnum->Next(1, &pMoniker, NULL) == S_OK)
{
IPropertyBag *pPropBag;
hr = pMoniker->BindToStorage(0, 0, IID_IPropertyBag, (void**)(&pPropBag));
if(FAILED(hr))
{
pMoniker->Release();
continue; //Skip this one, maybe the next one will work
}
VARIANT varName;
hr = pPropBag->Read(L"Description", &varName, 0);
if(FAILED(hr))
{
hr = pPropBag->Read(L"FriendlyName", &varName, 0);
}
if(SECCEEDED(hr))
{
//Add it to the application's list box
USES_CONVERSION;
(long)SendMessage(hList, LB_ADDSTRING, 0, (LPARAM)OLE2T(varName.bstrVal));
VariantClear(&varName);
}
pPropBag->Release();
pMoniker->Release();
}
如果用戶選中了一個設備調(diào)用IMoniker::BindToObject為設備生成filter,然后將filter加入到graph中。
IBaseFilter *pCap = NULL;
hr = pMoniker->BindToObject(0, 0, IID_IBaseFilter, (void**)&pCap);
if(SECCEEDED(hr))
{
hr = m_pGraph->AddFilter(pCap, L"Capture Filter");
為了創(chuàng)建可以預覽視頻的graph,可以調(diào)用下面的代碼:
ICaptureGraphBuilder2 *pBuild; //Capture Graph Builder
//Initialize pBuild(not shown)
...
IBaseFilter *pCap; //Video capture filter
hr = pBuild->RenderStream(&PIN_CATEGORY_PREVIEW, &MEDIATYPE_Video,
pCap, NULL, NULL);
}
如何捕捉視頻流并保存到文件(Capture video to File)
1 將視頻流保存到AVI文件
AVI Mux filter接收從capture pin過來的視頻流,然后將其打包成AVI流。音頻流也可以連接到AVI Mux Filter上,這樣mux filter就將視頻流和視頻流合成AVI流。File writer將AVI流寫入到文件中。
可以像下面這樣構建graph圖
IBaseFilter *pMux;
hr = pBuild->SetOutputFileName(&MEDIASUBTYPE_Avi, //Specifies AVI for the target file
L"C:\\Example.avi", //File name
&pMux, //Receives a pointer to the mux
NULL); //(Optional)Receives a pointer to the file sink
第一個參數(shù)表明文件的類型,這里表明是AVI,第二個參數(shù)是制定文件的名稱。對于AVI文件,SetOutputFileName函數(shù)會創(chuàng)建一個AVI mux Filter 和一個 File writer Filter ,并且將兩個filter添加到graph圖中,在這個函數(shù)中,通過File Writer Filter 請求IFileSinkFilter接口,然后調(diào)用IFileSinkFilter::SetFileName方法,設置文件的名稱。然后將兩個filter連接起來。第三個參數(shù)返回一個指向 AVI Mux的指針,同時,它也通過第四個參數(shù)返回一個IFileSinkFilter參數(shù),如果你不需要這個參數(shù),你可以將這個參數(shù)設置成NULL。
然后,你應該調(diào)用下面的函數(shù)將capture filter 和AVI Mux連接起來。
hr = pBuild->RenderStream(&PIN_CATEGORY_CAPTURE, //Pin category
&MEDIATYPE_Video, //Media type
pCap, //Capture filter
NULL, //Intermediate filter(optional)
pMux); //Mux or file sink filter
//Release the mux filter
pMux->Release();
第5個參數(shù)就是使用的上面函數(shù)返回的pMux指針。
當捕捉音頻的時候,媒體類型要設置為MEDIATYPE_Audio,如果你從兩個不同的設備捕捉視頻和音頻,你最好將音頻設置成主流,這樣可以防止兩個數(shù)據(jù)流間drift,因為avi mux filter為同步音頻,會調(diào)整視頻的播放速度的。為了設置master 流,調(diào)用IConfigAviMux::SetMasterStream方法,可以采用如下的代碼:
IConfigAviMux *pConfigMux = NULL;
hr = pMux->QueryInterface(IID_IConfigAviMux, (void**)&pConfigMux);
if(SUCCEEDED(hr))
{
pConfigMux->SetMasterStream(1);
pConfigMux->Release();
}
SetMasterStream的參數(shù)指的是數(shù)據(jù)流的數(shù)目,這個是由調(diào)用RenderStream的次序決定的。例如,如果你調(diào)用RenderStream首先用于視頻流,然后是音頻,那么視頻流就是0,音頻流就是1。
添加編碼filter
IBaseFilter *pEncoder;
//Add it to the filter graph
pGraph->AddFilter(pEncoder, L"Encode");
//Render the stream
hr = pBuild->RenderStream(&PIN_CATEGORY_CAPTURE, &MEDIATYPE_Video,
pCap, pEncoder, pMux);
pEncoder->Release();
2 將視頻流保存成wmv格式的文件
為了將視頻流保存成并編碼成windows media video (WMV)格式的文件,將capture pin連到WM ASF Writer filter。
構建graph圖最簡單的方法就是將在ICaptureGraphBuilder2::SetOutputFileName方法中指定MEDIASUBTYPE_Asf的filter。如下
IBaseFilter *pASFWriter = 0;
hr = pBuild->SetOutputFileName(&MEDIASUBTYPE_Asf, //Create a windows media file
L"C:\\VidCap.wmv", //File name
&pASFWriter, //Receives a pointer to the filter
NULL); //Receives an IFileSinkFilter interface pointer(optional)
參數(shù)MEDIASUBTYPE_Asf 告訴graph builder,要使用wm asf writer作為文件接收器,于是,pbuild 就創(chuàng)建這個filter,將其添加到graph圖中,然后調(diào)用IFileSinkFilter::SetFileName來設置輸出文件的名字。第三個參數(shù)用來返回一個ASF writer指針,第四個參數(shù)用來返回文件的指針。
在將任何pin連接到WM ASF Writer之前,一定要對WM ASF Writer進行一下設置,你可以同過WM ASF Writer的IConfigAsfWriter接口指針來進行設置。
IConfigAsfWriter *pConfig = 0;
hr = pASFWriter->QueryInterface(IID_IConfigAsfWriter, (void**)&pConfig);
if(SUCCEEDED(hr))
{
//Configure the ASF Writer filter
pConfig->Release();
}
然后調(diào)用ICaptureGraphBuilder2::RenderStream將capture Filter 和 ASF writer連接起來:
hr = pBuild->RenderStream(&PIN_CATEGORY_CAPTURE, //Capture pin
&MEDIATYPE_Video, //Video. Use MEDIATYPE_Audio for audio
pCap, //Pointer to the capture filter
0,
pASFWriter); //Pointer to the sink filter(ASF Filter)
3保存成自定義的文件格式
如果你想將文件保存成自己的格式,你必須有自己的 file writer??聪旅娴拇a:
IBaseFilter *pMux = 0;
IFileSinkFilter *pSink = 0;
hr = pBuild->SetOutputFileName(&CLSID_MyCustomMuxFilter, //開發(fā)自己的Filter
L"C:\\VidCap.avi", &pMux, &pSink);
4如何將視頻流保存進多個文件
當你將視頻流保存進一個文件后,如果你想開始保存第二個文件,這時,你應該首先將graph停止,然后通過IFileSinkFilter::SetFileName改變 File Writer 的文件名稱。注意,IFileSinkFilter指針你可以在SetOutputFileName時通過第四個參數(shù)返回的。
看看保存多個文件的代碼:
IBaseFilter *pMux = 0;
IFileSinkFilter *pSink = 0;
hr = pBuild->SetOutputFileName(&MEDIASUBTYPE_Avi,
L"C:\\YourFileName.avi", &pMux, &pSink);
if(SUCCEEDED(hr))
{
hr = pBuild->RenderStream(&PIN_CATEGORY_CAPTURE, &MEDIATYPE_Video,
pCap, NULL, pMux);
if(SUCCEEDED(hr))
{
pControl->Run();
pControl->Stop();
//Change the file name and run the graph again
pSink->SetFileName(L"YourFileName02.avi", 0);
pControl->Run();
}
pMux->Release();
pSink->Release();
}
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欄 目:C語言
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