多媒體硬件設(shè)備系列——

音、視頻轉(zhuǎn)換卡陳科文主講研究生《多媒體技術(shù)》公共課程中南大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院一、音頻接口卡1.1音頻卡簡(jiǎn)介音頻卡處理音頻信號(hào)的PC插卡是音頻卡（AudioCard），又稱(chēng)聲音卡，聲音卡處理的音頻媒體有數(shù)字化聲音（Wave）、合成音樂(lè)（MIDI）、CD音頻。

1.1音頻卡簡(jiǎn)介聲音是怎樣工作的？從模擬到數(shù)字聲源聲波傳聲器模擬電信號(hào)數(shù)字聲音1.1音頻卡簡(jiǎn)介音頻卡的功能音頻的錄制與播放編輯與合成MIDI接口文–語(yǔ)轉(zhuǎn)換CD-ROM接口游戲接口支持全雙工功能音箱2、Microphone（麥克風(fēng)輸入）3、Speaker（揚(yáng)聲器輸出）4、MIDI/GamePort（MIDI/操縱桿端口）7、CD-ROM音頻信號(hào)接口6、CD-ROM的接口8、跳接器音頻輸出IDE接口CD-ROM外部音頻設(shè)備麥克風(fēng)操縱桿MIDI聲音裝置1、Linein（線(xiàn)性輸入）5、VolumeControl（音量調(diào)節(jié)旋鈕）電源跳接線(xiàn)音頻卡的連接方式1.2音頻卡的體系結(jié)構(gòu)音頻卡的體系結(jié)構(gòu)音頻卡由下列部件組成：MIDI輸入/輸出電路；MIDI合成器芯片；用來(lái)把CD音頻輸入與線(xiàn)輸入相混合電路；帶有脈沖編碼調(diào)制電路的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，用于把模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)以生成波形文件；用來(lái)壓縮和解壓音頻文件的壓縮芯片；用來(lái)合成語(yǔ)音輸出的語(yǔ)音合成器；用來(lái)識(shí)別語(yǔ)音輸入的語(yǔ)音識(shí)別電路；輸出立體聲的音頻輸出或線(xiàn)輸出的輸出電路等。MIDI接口MIDI合成器語(yǔ)音合成器D/A轉(zhuǎn)換多通道音頻合成器A/D轉(zhuǎn)換CD-ROM接口壓縮/解壓縮MIDIIN輸入CDLAUDIORLINEINLMICROPHONERCD驅(qū)動(dòng)器PC的ISA總線(xiàn)PC的ISA總線(xiàn)MIDIOUT輸出MIDITHRULINEOUT線(xiàn)輸入波形和MIDI文件的輸入是來(lái)自通過(guò)ISA總線(xiàn)的磁盤(pán)輸入波形和MIDI文件1.3音頻卡的工作原理數(shù)字化聲音處理1.3音頻卡的工作原理混音器二、圖形加速卡2.1顯示卡簡(jiǎn)介在CPU和顯示器之間需要一個(gè)接口，即顯示卡。根據(jù)接口總線(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)的不同，顯示卡分為：PCI(PeripheralComponentInterface)接口卡AGP(AcceleratedGraphicsPort)接口卡AGP卡就是常說(shuō)的圖形加速卡，它能夠充分滿(mǎn)足快速顯示復(fù)雜圖像的需求。2.2圖形加速卡的組成圖形加速卡主要由圖形處理芯片、顯示內(nèi)存和BIOS芯片等組成。RAMDAC芯片集圖形處理BIOS顯存顯存顯存顯存輸出模擬信號(hào)2.2圖形加速卡的組成圖形處理芯片圖形加速卡的核心部件，它擁有圖形函數(shù)加速器，可提高三維圖形處理中大量的浮點(diǎn)運(yùn)算和整數(shù)運(yùn)算的速度。顯示內(nèi)存數(shù)據(jù)緩沖存儲(chǔ)器BIOS芯片支持光標(biāo)、參數(shù)控制以及存儲(chǔ)器和I/O接口的增強(qiáng)特性2.3圖形加速卡的性能指標(biāo)圖形加速卡的性能取決于：傳輸帶寬、分辨率、顏色深度、刷新頻率顯存容量。三、視頻卡3.1視頻卡的分類(lèi)與功能簡(jiǎn)介視頻卡的分類(lèi)視頻采集卡視頻播放卡電視轉(zhuǎn)換卡3.1.1視頻采集卡視頻采集卡將視頻信號(hào)連續(xù)轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)的數(shù)字視頻信號(hào)（離散）保存在計(jì)算機(jī)中或在VGA顯示器上顯示，完成這種功能的視頻卡稱(chēng)之為視頻采集卡，或稱(chēng)為視頻轉(zhuǎn)換卡。如果能夠?qū)崟r(shí)完成壓縮，則稱(chēng)實(shí)時(shí)壓縮卡。通?？蓪⑼獠恳曨l輸入信號(hào)疊加在顯示器上，并將視頻輸入信號(hào)變換成計(jì)算機(jī)可存儲(chǔ)的信息保存在硬盤(pán)中。只能單幀捕獲的，稱(chēng)為圖像卡。(1)視頻采集卡功能簡(jiǎn)介視頻捕獲卡：捕捉和編輯靜態(tài)視頻圖像，完成視頻數(shù)字化、編輯以及處理等工作。動(dòng)態(tài)視頻捕獲和播放卡：用于實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)視頻和聲音的同時(shí)獲取及壓縮處理，該卡還具有儲(chǔ)存和播放功能。常用于視覺(jué)傳達(dá)系統(tǒng)中的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控、辦公自動(dòng)化和多媒體節(jié)目創(chuàng)作等場(chǎng)合。(2)視頻采集卡實(shí)物圖片視頻采集卡(2)視頻采集卡實(shí)物圖片視頻采集卡的連接視音頻信號(hào)線(xiàn)視音頻信號(hào)線(xiàn)視音頻信號(hào)線(xiàn)電視錄象機(jī)攝象機(jī)VGA輸入VGA輸出S視頻端子視頻捕獲卡VGA顯示卡顯示器VGA回路線(xiàn)VGA數(shù)據(jù)線(xiàn)3.1.2視頻播放卡功能簡(jiǎn)介視頻播放卡將壓縮保存在計(jì)算機(jī)中的視頻信號(hào)數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)的顯示器上播放出來(lái)的這種卡稱(chēng)之為視頻播放卡，或稱(chēng)解壓縮卡，也稱(chēng)之為電影卡。3.1.3電視轉(zhuǎn)換卡功能簡(jiǎn)介電視轉(zhuǎn)換卡分為兩類(lèi)：電視卡：是將標(biāo)準(zhǔn)的NTSC、PAL、SECAM電視信號(hào)轉(zhuǎn)換成VGA信號(hào)在計(jì)算機(jī)屏幕上顯示是一塊能接收全頻道、全制式彩色電視節(jié)目的視頻信號(hào)的轉(zhuǎn)換卡，它的輸出與電腦的CRT制式匹配。TV編碼器：它將計(jì)算機(jī)的VGA信號(hào)轉(zhuǎn)換為NTSC、PAL、SECAM等標(biāo)準(zhǔn)的視頻信號(hào)在電視上播放或進(jìn)行錄像，多用于廣告電視片的后期處理。3.2視頻卡的工作原理視頻卡的主要功能全活動(dòng)數(shù)字圖像的顯示、抓取、錄制、支持MicrosoftVideoforWindows；可以從錄像機(jī)（VCR）、攝像機(jī)、ID、IV等視頻源中抓取定格，存儲(chǔ)輸出圖像；近似真彩色YUV格式圖像緩沖區(qū)，并可將緩沖區(qū)映射到高端內(nèi)存；可按比例縮放、剪切、移動(dòng)、掃描視頻圖像；色度、飽和度、亮度、對(duì)比度及R、G、B三色比例可調(diào)；可用軟件選端口地址和IRQ；具有若干個(gè)可用軟件相互切換的視頻輸入源，以其中一個(gè)做活動(dòng)顯示。3.2.1視頻采集卡的工作原理視頻采集卡的工作原理視頻信號(hào)源、攝像機(jī)、錄像機(jī)或激光視盤(pán)的信號(hào)首先經(jīng)過(guò)A/D變換，送到多制式數(shù)字解碼器進(jìn)行視頻解碼得到Y(jié)UV數(shù)據(jù)，然后由視頻窗口控制器對(duì)其進(jìn)行剪裁，改變比例后存入幀存儲(chǔ)器。幀存儲(chǔ)器的內(nèi)容在窗口控制器的控制下，與VGA同步信號(hào)或視頻編碼器的同步信號(hào)同步，再送到D/A變換器變成模擬的RGB信號(hào)，同時(shí)送到數(shù)字式視頻編碼器進(jìn)行視頻編碼，最后輸出到VGA監(jiān)視器及電視機(jī)或錄像機(jī)。(1)電路結(jié)構(gòu)視頻采集卡的電路結(jié)構(gòu)(2)視頻數(shù)字化A/D變換和數(shù)字解碼(3)窗口控制器:PC接口窗口控制器:

畫(huà)面剪裁與縮放視頻輸出視頻采集卡的輸出部分幀存儲(chǔ)器系統(tǒng)D/A轉(zhuǎn)換和矩陣變換(顏色空間轉(zhuǎn)換)視頻信號(hào)和VGA信號(hào)的疊加多制式數(shù)字視頻信號(hào)編碼部分3.2.2多功能視頻卡的性能指標(biāo)多功能視頻卡的主要