DM6467視頻監控系統研究

鄧娜　黃河明

本文以互聯網作為數據傳輸載體，介紹了基于DM6467視頻監控系統的硬件設計，并詳細的描述了系統的各功能模塊軟件設計及流程，實現了實時圖像采集、壓縮、網絡傳輸和實時顯示等功能。可應用于智能家居、視頻會議等多種場合。

【關鍵詞】視頻采集 網絡 監控

隨著圖像處理技術的不斷發展，視頻監控已成為安防的必要手段。同時，網絡技術的發展，使得基于網絡的視頻監控系統成為未來的發展趨勢，解決了傳統監控系統布線復雜，昂貴等問題。

本文著重對基于嵌入式的網絡監控系統進行研究，設計并實現了基于DM6467處理器的網絡視頻監控系統。系統采用H.264算法對原始圖像進行壓縮編碼，圖像壓縮比高，節約了網絡資源。通過嵌入式Linux對系統進行維護和調度，可靠性高，穩定性好。

1 系統硬件設計

系統硬件主要由監控中心計算機、信號采集核心板、模擬攝像頭等部分構成。監控中心采用一般的微機，與網絡連接即可。信號采集板采用TI達芬奇處理器DM6467為控制核心，通過TVP5158對模擬信進行采集。其中還包括256MB SRAM、128MB NAND Flash，以及其他外設接口。256MB SRAM作為系統運行內存，NAND Flash作為系統存儲器。外設接口包括千兆以外網接口、I2C接口、RS232接口、VPIF接口等。以太網接口負責完成網絡數據發送；RS232接口負責配置信息接收，Bootloader、Linux內核、文件系統、應用程序下載以及調試信息打印；I2C接口和VPIF接口負責TVP5158芯片配置與視頻數據交互。

2 系統軟件設計

視頻監控系統軟件設計包括基于嵌入式Linux的視頻信號處理軟件、基于Windows的監控中心視頻接收和顯示軟件。

2.1 視頻信號處理軟件設計

視頻信號處理軟件主要包括：信號采集模塊、視頻壓縮模塊和網絡發送模塊。

2.1.1視頻采集模塊

為了實現視頻信號的網絡傳輸，首先由TVP5158將模擬視頻信號轉化為數字信號，并通過VPIF接口將數據送給DM6467。操作系統采用V4L2驅動將數據從底層讀回到內存中，通過如下幾個步驟完成。

創建視頻采集線程，為V4L2分配內存空間并初始化EDMA通道，方便數據搬移。待初始化完成后，啟動信號采集，并通過MCVIP_v4l2GetBuf（hndl， &v4l2Buf）函數獲取原始圖像數據，數據存儲在v4l2Buf緩沖區中。為了內存空間的循環利用，將獲取到的數據送入到緩沖隊列中后，通過MCVIP_v4l2PutBuf（hndl， &v4l2Buf）函數將該部分內存空間重新釋放，供V4L2循環利用。

2.1.2 視頻壓縮模塊

由于原始圖像數據為YUV格式，每秒的數據量可達23MB，若不進行壓縮處理，很難通過網絡向外發送。本文采用H.264算法對原始圖像進行壓縮。該算法具有良好的壓縮性能，壓縮比高且圖像恢復質量好。

在進行壓縮之前，必須先創建一個Codec Engine（CE）來管理DM6467的ARM和DSP，幫助完成二者的通信。CE創建完成后，需要對編碼器圖像參數進行設置。隨后調用MCVIP_getBuf（gCAPTURE_ctrl.info. mcvipHndl， &bufId， OSA_TIMEOUT_ FOREVER）函數獲取緩沖隊列中的數據。其次，通過Venc1_process（hVe1， hDstBuf， hOutBuf）函數完成原始圖像壓縮。

2.1.3網絡傳輸模塊

網絡傳輸模塊負責將壓縮后的圖像數據送給監控中心。由于視頻數據量大，若采用TCP協議，會大大降低傳輸性能。因此本文選擇采用UDP協議進行發送。

首先在發送端創建socket套接字，并完成初始化工作。其次，從壓縮后的緩沖隊列中獲取壓縮后的數據，并通過sendto（）函數送給監控中心。

2.2 監控中心軟件設計

監控中心軟件完成網絡數據接收、H.264圖像解碼和實時圖像顯示等功能。軟件采用VC6.0集成開發環境進行開發。

軟件運行后會創建一個socket套接字，并開始監聽設定好的端口。當有數據收到時，調用H264Decoder（）函數進行圖像解碼，并將解碼后的圖像格式轉換為RGB位圖，最終進行實時顯示。若收到的圖像幀數據不完整，則主動丟棄。

3 系統測試

將設備串口線、網線及電源連接好，啟動開發板，運行監控中心軟件，并設定相應的參數。開始運行1-2秒后，監控中心顯示界面開始播放圖像。

經過多次測試統計，各個圖像分辨率系統傳輸時延為0.3-0.5秒，傳輸幀率為不低于28幀/秒。測試表明，系統設計功能完善，傳輸幀率高，穩定性好。

4 結束語

系統利用DM6467處理器完成了對視頻信號的采集、壓縮和傳輸，監控中心軟件可實時接收并播放圖像，達到了預期效果。此外，監控中心可通過網絡對采集板的幀率、圖像分辨率等參數進行配置。經過長時和多次測試，系統具有良好的穩定性和可靠性。

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作者單位

重慶郵電大學 無線定位與空間測量研究所 重慶市 400065endprint