視頻監(jiān)控技術(shù)在政治、經(jīng)濟(jì)、軍事、文化設(shè)施的安全防范中一直起著舉足輕重的作用，隨著多媒體技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，視頻監(jiān)控系統(tǒng)歷經(jīng)本地模擬監(jiān)控和數(shù)字監(jiān)控的發(fā)展已經(jīng)到了網(wǎng)絡(luò)數(shù)字視頻監(jiān)控階段。目前網(wǎng)絡(luò)數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)主要基于普通PC 機(jī)集成各種板卡的方式完成圖像采集、數(shù)據(jù)壓縮和信號傳輸，通過網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)對遠(yuǎn)端現(xiàn)場的監(jiān)控。這種集成式系統(tǒng)雖然具備了數(shù)字化的主要優(yōu)勢，但由于它是建立在普通的操作系統(tǒng)和硬件系統(tǒng)之上，其性能尤其是實時性和穩(wěn)定性方面無法與基于專用芯片的系統(tǒng)相比，而且價格、體積方面也難以控制，無法完全適應(yīng)監(jiān)控系統(tǒng)的嚴(yán)格要求。而且，目前大部分視頻監(jiān)控系統(tǒng)采用的都是比較簡單的壓縮技術(shù)，增加了傳輸和存儲成本。

　　目前安全監(jiān)控領(lǐng)域的主流產(chǎn)品是數(shù)字硬盤錄像機(jī)，主要適用于監(jiān)控點集中的局域監(jiān)控用，比如，煤炭質(zhì)量評價的作業(yè)區(qū)域跨度大，港區(qū)內(nèi)作業(yè)地點不可判斷性等特點，可應(yīng)用數(shù)字硬盤錄像機(jī)。本系統(tǒng)采用專用圖像DSP處理器TMS320DM642，搭建了DSP-PC網(wǎng)絡(luò)互連和圖像傳輸?shù)亩嗦穼崟r視頻采集系統(tǒng)，使網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)的可靠性高、組網(wǎng)便利等優(yōu)點在應(yīng)用中直接得到體現(xiàn)。

　　1 系統(tǒng)硬件設(shè)計

　　1.1 TMS320DM642簡介

　　TMS320DM642采用TMS320C64X系列DSP的內(nèi)核，集成有一些面向視頻及圖像處理的外圍設(shè)備。TMS320DM642以其在720 MHz時鐘下運(yùn)算速度可高達(dá)5 760 MI／s提供節(jié)省時間的高速DSP編程。

　　1.2 系統(tǒng)總體構(gòu)成

　　系統(tǒng)整體硬件設(shè)計基于TMS320DM642 EVM板TMS320DM642 Ver5.1，圖像信號由擴(kuò)展的多路CCD圖像傳感器提供，模擬信號經(jīng)圖像解碼器SAA7113將其解碼成數(shù)字并行ITU-R BT.656碼流，并傳送至TMS320DM642的視頻接口。TMS320DM642視頻口VP0、VP2接收到視頻數(shù)據(jù)流，圖像數(shù)據(jù)通過EDMA方式轉(zhuǎn)移到外部存儲器，這時TMS320DM642處理器可根據(jù)應(yīng)用程序的需要讀取數(shù)據(jù)并執(zhí)行相應(yīng)的運(yùn)算處理程序，然后通過EMAC網(wǎng)絡(luò)模塊進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)傳輸。其總體構(gòu)成框圖如圖1所示。

　　該系統(tǒng)是以主處理器TMS320DM642為，由視頻，外部存儲，網(wǎng)絡(luò)等模塊組成。將完成視頻信號的實時采集、圖像壓縮處理及網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)裙δ堋?/P>

　　1.3 視頻模塊

　　系統(tǒng)視頻模塊主要由4路CCD圖像傳感器、TMS32013M642的視頻端口、圖像采集器件等組成。TMS320DM642的VPO中的VPO／A、VPO／A和VPl／B配置成接收8位ITU-R BT.656碼流格式，分別掛接SAA7113H。以VPO口為例，圖2為圖像輸入接口電路原理圖。

　　由于采用ITU-R BT.656碼流格式，圖像的水平同步、場同步等信號已內(nèi)嵌在視頻數(shù)據(jù)流中，由于TMS320DM642每個VP口預(yù)留的3個可以接收同步信號的VP0CTL控制引腳，只能滿足一路視頻同步信號的要求，沒有同步信號線的連接。

　　2 系統(tǒng)軟件設(shè)計

　　整個圖像采集系統(tǒng)的系統(tǒng)軟件開發(fā)過程是在TI公司的DSF集成開發(fā)環(huán)境CCS中進(jìn)行的。首先系統(tǒng)各個模塊線程都需進(jìn)行初始化工作。然后系統(tǒng)在RF-25系統(tǒng)功能框架下，先由視頻源攝入一幀圖像數(shù)據(jù)，再進(jìn)行色差信號重采樣轉(zhuǎn)化為YUV。網(wǎng)絡(luò)線程處理線程的結(jié)束后發(fā)送的信息序列并且進(jìn)行確認(rèn)，接收處理后的圖像數(shù)據(jù)并重新進(jìn)行色差信號轉(zhuǎn)換，終建立網(wǎng)絡(luò)連接將數(shù)據(jù)發(fā)送至網(wǎng)絡(luò)。

　　3 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

　　從TMS320DM642傳輸來的數(shù)據(jù)由LXT971轉(zhuǎn)換為以太網(wǎng)物理層接收的數(shù)據(jù)，通過雙絞線連接XFmr Module隔離變壓器和RI-45頭連接到網(wǎng)絡(luò)傳輸至上位機(jī)，如圖3所示。

　　系統(tǒng)中DSP網(wǎng)絡(luò)通信及其通信接口的開發(fā)基于DSP／BIOS和網(wǎng)絡(luò)開發(fā)包NDK等資源。底層硬件驅(qū)動與TCP／IP協(xié)議棧的接口包含TCP／IP協(xié)議棧與硬件驅(qū)動層之間的應(yīng)用程序編輯接口和驅(qū)動環(huán)境與TCP／IP協(xié)議棧之間傳遞狀態(tài)監(jiān)測信息接口。其中網(wǎng)絡(luò)底層驅(qū)動和TCP／IP協(xié)議棧之間信息的傳遞涉及的消息變量STKEVENT是網(wǎng)絡(luò)開發(fā)組件中負(fù)責(zé)傳遞相關(guān)信息的載體。它擁有若干個具有三元構(gòu)成數(shù)組的成員變量，不同的組合方式構(gòu)成的數(shù)組用來表示相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)信息。

　　4 功能實現(xiàn)

　　在對硬件加載。out可執(zhí)行文件后打開IE瀏覽器，在地址欄輸入設(shè)置好的IP。刷新即可看到IE瀏覽器顯示出的經(jīng)TMS320DM642壓縮處理，通過網(wǎng)絡(luò)傳送給PC機(jī)的視頻圖像。

　　在傳送CIF分辨率的壓縮圖像數(shù)據(jù)時，CCS中顯示TMS320DM642的CPU占用率為88％～96％，壓縮比為40時，網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)速率約為380 kb／s，圖像幀數(shù)為23幀，顯示出來基本上是實時圖像。

　　5 結(jié)束語

　　本文介紹了針對煤炭質(zhì)量檢測實際應(yīng)用設(shè)計一個具備網(wǎng)絡(luò)傳輸功能的多路圖像監(jiān)控系統(tǒng)，以DSP處理器TMS320DM642為，并在CCS開發(fā)平臺應(yīng)用NDK網(wǎng)絡(luò)組件開發(fā)系統(tǒng)，實現(xiàn)圖像的實時網(wǎng)絡(luò)傳輸。