一种基于以太网的视频监控系统的设计

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1、万方数据一种基于以太网的视频监控系统的设计周培斌苗长云武志刚天津工业大学，300160【摘要】本文提出了一种基于以太网的视频监控系统的设计方案。采用TMs320DM642为核心处理器，设计了视频采集、显示模块和网络接口模块，开发了H．264压缩算法和流媒体实时传输协议(RTP)，并编写了软件，实现了视频图像的编码压缩、本地存储和网络传榆。运行结果表明，本系统能够满足实时监控的要求，且压缩效率高，图像质量好。【关键词】视频监控DM642H．264编码RTP／RTCP一、引言在银行、学校、企事业等公共场所的安全监控中需要大量

2、视频监控系统。随着图像处理技术的发展和计算机网络的普及，视频监控系统已经进入数字化、网络化时代。因此，使用嵌入式技术，开发基于以太网的视频监控系统具有重要的现实意义。目前的视频监控系统普遍采用专用的视频编解码芯片，很难适应不断完善的视频压缩算法，不易于升级更新，且成本较高。而且大多数采用MPEG-4压缩标准，压缩率较低，对带宽的要求高。本文研制了一种基于以太网的视频监控系统。采用TI公司的32位定点DSPTMS320DM642为核心处理器，以H．264视频压缩算法，采用流媒体实时传输协议进行视频传输。TMS320DM64

3、2(以下简称DM642)是一款面向数字多媒体应用的高性能DSP，片内集成了视频和网络外设接口，减少了视频监控终端的成本和开发难度。H．264是新一代视频压缩标准，在同等的图像质量条件下，H．264的压缩率比MPEG-4高1．5—2倍，并且引入了面向IP包的编码机制，能够增强网络适应能力。用软件实现视频压缩算法，比传统的专用视频编一28一解码芯片灵活性强，易于升级更新，且开发周期短。二、视频监控系统的设计方案视频监控系统是由核心处理器DM642，视频采集、显示模块，网络接口模块和本地存储模块组成，如图1所示。DM642作为

4、核心处理器，完成图像的H．264压缩、视频压缩数据的网络传输、本地存储和系统流程的控制。DM642是一款高性能多媒体处理器，在600MHz的时钟频率下，处理速度可达4800MIPS。内部具有256k字节的二级缓存结构，64位的外部存储器接口(EMIF)。可以实时实现多路视频编码运算，非常适于开发基于以太网的视频监控系统。；’辊；鬃l冬；显：示i鬟：⋯．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯”!l摄像头}-叫TVP5150LL一．税频端EIAI堡堡州!!墅!垫=}]一-观领端u}。l》络以7广一接盎jr斗服务器几万}f丽---．-I-【J叫fL

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6、耋黑I霉EMIF：储o：i篓阿蚋图1视频监控系统框图万方数据在本系统中，实现了4通路的视频输入接口与1个通路的视频输出接口。摄像头采集到的模拟视频信号先送入视频解码器(TVP5150)，视频解码器将采集到的PAL／NTSC制式的标准模拟视频信号转换成BT．656视频数据流，传送给DM642，DM642对接收的数字信号进行压缩编码。将压缩处理后的数字视频信号打包，通过以太网将视频数据传给远端服务器，用户可以通过流媒体服务器远程监控现场状况。考虑到视频预览和测试的需要，本系统设计了l路的视频显示，将经D

7、M642压缩处理的数字视频流送人视频编码器(SAA7121)，转换为标准模拟视频信号，直接输出到本地的LCD显示器上。DSP内部有程序／数据缓存，但容量较小，对于直接处理数据图像是不够的，因此扩展了本地存储模块作为外部存储器空间。大容量的SDRAM用来暂存原始帧、参考帧和重建帧的数据，FLASH用来存放应用程序，ATA硬盘用来录制视频图像。三、系统的硬件设计1、视频采集、显示模块视频采集、显示模块主要由摄像头，视频解码芯片TVP5150，视频编码芯片SAA7121，LCD显示器组成，如图2所示。：．⋯⋯⋯⋯：视频采集、：

8、显示模块1r⋯。。。⋯。⋯。：：视频窗口口，与4个视频解码器TVP5150相连，采集从TVP5150．§输出的8位BT．656格式的数字视频数据。TVP5150是一款高性能视频解码器，可将NTSC、PAIJ视频信号转换成数字色差信号(YUV4：2：2)，可以接受2路复合视频信号(CVBS)输入和l路超级视频信号(S—Video=Super-Video，Y／C)输入，输出格式为I’rU—RBT．656。DM642通过IIC总线控制TVP5150的内部寄存器，在本系统中，TVP5150的IIC总线数据传送速率配置为100Kb

9、its／s。来自摄像头的视频信号送入视频解码器TVP5150进行数字化处理，经TVP5150处理后的数字视频信号送入DSP的视频端口，视频端口与TVP5150-]妾口处具有一个大小为2560字节的内部FIFO，其中1280字节存放亮度数据，剩下的1280字节存放色度数据。依据视频端口的内部逻辑，TVP5150输出的亮