Περίληψη: Προκειμένου να επιλυθεί ορισμένα προβλήματα στο σύστημα παρακολούθησης τυπικού ορισμού, έχει σχεδιαστεί ένα σύστημα συμπίεσης βίντεο υψηλής ευκρίνειας που βασίζεται στο TMS320DM365. Υιοθετώντας το ITU-T Η. 264 (DM365 ενσωματωμένο υλικό συμπιεστή υλικού) Ο αλγόριθμος συμπίεσης βίντεο, το αναλογικό βίντεο υψηλής ευκρίνειας μετατρέπεται σε ψηφιακό σήμα βίντεο με ειδικά αποκωδικοποίηση βίντεο chip TVP7002, συμπίεση δεδομένων σε DM365, τα ενσωματωμένα δεδομένα βραχίονα συσκευάζονται και μεταδίδονται στο Internet, μέσω της αποκωδικοποίησης λογισμικού PC για αναπαραγωγή βίντεο. Η πρακτική έχει αποδείξει ότι αυτό το σύστημα κωδικοποίησης έχει ολοκληρώσει τη συμπίεση δεδομένων και τη μετάδοση και πληροί τις απαιτήσεις σχεδιασμού.
Λέξεις -κλειδιά: συμπίεση βίντεο. DM365; Η. 264; μετάδοση δικτύου
Στις εφαρμογές παρακολούθησης βίντεο, η παραδοσιακή παρακολούθηση βίντεο έχει υψηλή σαφήνεια της εικόνας (ανάλυση CIF έως D1), δυσκολία στη διαχείριση και διατήρηση πολλών καλωδίων, περίπλοκη διαμόρφωση πολλών συσκευών και ενοχλητική επέκταση. Αυτοί οι παράγοντες περιορίζουν σοβαρά την αποτελεσματικότητα της διαχείρισης της ασφάλειας. Βελτίωση, αλλά επίσης φέρνει μια ευκαιρία για την ανάπτυξη παρακολούθησης βίντεο υψηλής ευκρίνειας, το παρόν έγγραφο συζητά το σχεδιασμό υλικού του κωδικοποιητή βίντεο HD με βάση το DM365.
1 Πλατφόρμα υλικού Συνολικά σχεδιασμός TMS320DM365 Συνεχίζει την αρχιτεκτονική του επεξεργαστή DM355 DAVINCITM DM355, ενσωματώνοντας έναν πυρήνα ARM926EJ-S, ένα υποσύστημα επεξεργασίας εικόνας (VPSS), έναν COPROCPER του HDEG-4/JPEG-4/ , Υποστήριξη Multi-Format H. 264, MPEG-4, MPEG-2, MJPEG και VC1 κωδικοποιητές για υψηλή ευελιξία βίντεο. Το DM365 μπορεί ταυτόχρονα να εξάγει 720p, D1, CIF τρία ρεύματα ή περισσότερους συνδυασμούς και ο ρυθμός κωδικοποίησης είναι ρυθμιζόμενος και υποστηρίζει το OSD υλικού. Ο επεξεργαστής διαθέτει πλούσια περιφερειακή διεπαφή και ο χρήστης μπορεί να συνδέσει βολικά το υποσύστημα. Το παρόν έγγραφο υιοθετεί το TMS320DM365 ως κύρια CPU, συλλέγει τα δεδομένα βίντεο εισόδου και εκτελεί την αντίστοιχη επεξεργασία μετάδοσης του δικτύου συμπίεσης και σχεδιάζει έναν ψηφιακό κωδικοποιητή βίντεο που βασίζεται στην αρχιτεκτονική DM365. Εκτός από το DM365, το σύστημα διαθέτει επίσης μετατροπέα A/D υψηλής ευκρίνειας, κωδικοποιητή ήχου, αποθήκευση, Ethernet, σειριακή θύρα και άλλες ενότητες. Το σύστημα εκτελείται στο λειτουργικό σύστημα Linux και έχει τα χαρακτηριστικά της καλής απόδοσης σε πραγματικό χρόνο, της ταχύτητας γρήγορης επικοινωνίας, της υψηλής ποιότητας της εικόνας, της σταθερής απόδοσης, της χαμηλής τιμής και του anti-ιού.
Το συνολικό διάγραμμα μπλοκ του συστήματος φαίνεται στο σχήμα 1. Το σύστημα χρησιμοποιεί DM365 ως κύρια CPU, DM365 εξωτερική μονάδα ήχου, μονάδα εισόδου βίντεο, μονάδα αποθήκευσης, σειριακή θύρα και μονάδα μετάδοσης δικτύου. Η πλατφόρμα αποτελείται από δύο μέρη: το τμήμα εισόδου και επεξεργασίας εικόνας και το τμήμα εξόδου βίντεο.
Αυτό το άρθρο αναφέρεται στη διεύθυνση: http: //
Εισαγωγή βίντεο και επεξεργασία εικόνων: Αναλογικό σήμα βίντεο υψηλής ευκρίνειας, μετά την κωδικοποίηση A/D, γίνεται ψηφιακό σήμα βίντεο υψηλής ευκρίνειας και αυτό το ψηφιακό σήμα εξέρχεται σε DM365. Αυτή η μονάδα DM365 εκτελεί κυρίως τη συμπίεση H. 264 και μπορεί να επιτύχει φιλτράρισμα θορύβου, σταθεροποίηση βίντεο, ανίχνευση προσώπου, αυτόματη ισορροπία λευκού, αυτόματη εστίαση, αυτόματη έκθεση και ενίσχυση των άκρων. Επιπλέον, αρχικοποιεί επίσης όλες τις συσκευές I2C στο σύστημα για την εφαρμογή ενδοεπικοινωνίας ήχου και φωνής.
Μέρος εξόδου βίντεο: DM365 Ενσωματωμένος μικροεπεξεργαστής βραχίονα, η βασική λειτουργία αυτού του επεξεργαστή είναι η προώθηση ροής δεδομένων, η εξωτερική μονάδα μνήμης, η μονάδα Ethernet, η μονάδα σειριακής θύρας κλπ. και στη συνέχεια περνάει από το πλαίσιο Mac και τελικά ολοκληρώνει τη μετάδοση του πακέτου δεδομένων μέσω του PHY του Ethernet Controller. Επιπλέον, το ARM είναι επίσης υπεύθυνος για την ανάλυση των λαμβανόμενων δεδομένων, προωθώντας τις σχετικές εντολές παραμέτρων που αποστέλλονται από τον υπολογιστή, εκτελώντας αντίστοιχες ρυθμίσεις λειτουργίας (ρυθμός συμπίεσης βίντεο, ρυθμός καρέ κλπ.) Και υλοποίηση περιφερικού ελέγχου μέσω της σειριακής θύρας (ελεγκτής PTZ , φακός) κλπ.), Η επεξεργασία εισόδου και εξόδου συναγερμού μέσω του GPIO και ούτω καθεξής.
2 σχεδιασμός μονάδας
2.1 Μονάδα εισόδου ήχου βίντεο Υπάρχει μια διεπαφή VPFE στο DM365, το οποίο μπορεί να υποστηρίξει μορφές εισόδου βίντεο σε πολλαπλές μορφές. Το σύστημα συνειδητοποιεί την είσοδο βίντεο HD 1 καναλιού και το τσιπ μετατροπής HD A/D υιοθετεί το TVP7002. Το TVP7002 μπορεί να πραγματοποιήσει ψηφιακή μετατροπή των σημάτων R/PR, C/Y, B/PB με ρυθμό μετατροπής μέχρι 165 MHz. Χρησιμοποιείται σε πολλά περιβάλλοντα ψηφιακών βίντεο υψηλής ευκρίνειας με ανάλυση μέχρι 1080p. Το DM365 έχει ρυθμιστεί μέσω του δίαυλου IIC. Τα εσωτερικά μητρώα TVP7002 διαμορφώνονται σωστά ώστε να επεξεργάζονται πηγές βίντεο ανάλυσης 720p. Τα δεδομένα βίντεο A/D εξέρχονται από τη θύρα ψηφιακού βίντεο TVP7002 στο DM365 VPFE. Το σύστημα παρέχει επίσης διασύνδεση εισαγωγής ψηφιακού βίντεο υψηλής ευκρίνειας, το HDVICP coprocessor μπορεί να παρέχει H σε μορφή 1 280x720p30. Το 264 τυπικό βίντεο που κωδικοποιεί ή αποκωδικοποίηση και ο συμπιεστής MJCP εκτός από το πρότυπο JPEG μπορεί επίσης να παρέχει κωδικοποίηση ή αποκωδικοποίηση βίντεο MPEG-4 στη μορφή 1 920x1 080p24.
Το σύστημα συνειδητοποιεί ότι μια παραγωγή γραμμής και στερεοφωνικής εξόδου μέσω AIC23, το DM365 έχει ρυθμιστεί μέσω του διαύλου IIC και το AIC23 συνδέεται με τη θύρα MCBSP του DM365. Το MCBSP του DM365 χρησιμοποιείται ως αμφίδρομο κανάλι δεδομένων μέσω του οποίου μεταδίδονται όλες οι ροές δεδομένων ήχου και υποστηρίζουν διαφορετικές μορφές δεδομένων.
2.2 Μονάδα Ethernet Το σύστημα περιλαμβάνει μια διασύνδεση δικτύου I-Channel 10/100M, το DM365 διαθέτει ελεγκτή MAC και ένα τσιπ PHY Ethernet συνδέεται με τη διεπαφή EMAC. Το PHY χρησιμοποιεί RTL8201 και το RTL8201 συνδέεται με τη διεπαφή MII του DM365. Το DM365 εφαρμόζει τη διαμόρφωση και τον έλεγχο του καταχωρητή RTL8201 μέσω της διεπαφής MDIO. Τα άλλα σήματα χειραψίας είναι συνδεδεμένα διαδοχικά. Το RTL8201 έχει διαμορφωθεί σωστά (ρυθμίστε τη διεύθυνση PHY κ.λπ.) τραβώντας προς τα πάνω και τραβώντας την αντιστάθμιση έλξης. Το RTL8201 εισάγει αυτές τις πληροφορίες διαμόρφωσης στην αρχή του Power-On και εκτελεί αντίστοιχη εργασία. Ένας εξωτερικός κρύσταλλος 25 MHz συνδέεται με τη διασύνδεση ρολογιού του RTL8201 ως πηγή ρολογιού για το RTL8201. Το RTL8201 συνδέεται με μετασχηματιστή δικτύου για απομόνωση σήματος και συνδέεται με το δίκτυο μέσω του RJ45.
2.3 Αποθήκευση, USB, σειριακή θύρα, RTC, σύστημα μονάδας συναγερμού Παρέχει 1 διεπαφή USB καναλιού, υποστηρίζει τη λειτουργία OTG και τη λειτουργία κεντρικού υπολογιστή, υποστηρίζει το USB2.0 υψηλής ταχύτητας (480 MB/s), πλήρη ταχύτητα (12 MB/S), ρυθμίστε το Fifo. Το DM36 5 On-Chip USB Controler και το USB PHY ολοκληρώνουν την αρχικοποίησή του μέσω σχετικής διαμόρφωσης και τα εξωτερικά περιφερειακά όπως ο σκληρός δίσκος USB-SATA μπορούν να συνδεθούν με το USB.
Το σύστημα συνδέει εξωτερικά το DDR2 SDRAM και το NAND Flash ως μνήμη εκτός τσιπ. Η λειτουργία εκκίνησης είναι η λειτουργία εκκίνησης Nandflash ρυθμίζοντας το BTSEL [2: 0] έως 000. Η διεπαφή AEMIF του DM365 μπορεί να υποστηρίξει το Nandflash και το Nor Flash. Επειδή το NAND Flash έχει μεγάλη χωρητικότητα αποθήκευσης και χαμηλή τιμή, ο σχεδιασμός αυτός χρησιμοποιεί το NAND Flash.
Το DM365 παρέχει μια ειδική διασύνδεση ελέγχου DDR2, γραμμή δεδομένων 16-bit, γραμμή διευθύνσεων 14-bit και 3 σήματα επιλογής μπλοκ, τα οποία μπορούν να υποστηρίξουν το 256 MBYTE του χώρου αποθήκευσης. Το σύστημα χρησιμοποιεί DDR2 SDRAM Chip K4T1G164QQ.
Το DM365 διαθέτει 2 διεπαφές UART, το σύστημα συνδέεται με δύο σειριακές θύρες, ένα RS232, που χρησιμοποιείται για το Debugging και ένα RS485 περιφερειακό για επικοινωνία (φακός PTZ κ.λπ.). Και μέσω του GPIO για την παροχή εισόδου συναγερμού διακόπτη 2 τρόπων και εξόδου συναγερμού διακόπτη 2 τρόπων, η είσοδος συναγερμού πραγματοποιείται από το διάφραγμα. Όταν το σήμα συναγερμού εισάγεται, το φως είναι ενεργοποιημένο και η έξοδος είναι χαμηλή σε GPIO DM365, όταν δεν υπάρχει είσοδος σήματος συναγερμού. Όταν το άνοιγμα αποκοπεί και η έξοδος είναι υψηλή σε GPIO DM365, το DM365 καθορίζει την παρουσία ή την απουσία του σήματος εισόδου συναγερμού ανιχνεύοντας το επίπεδο GPIO. Η έξοδος συναγερμού πραγματοποιείται ελέγχοντας το άνοιγμα και το κλείσιμο του ρελέ. Το σύστημα επέκτεινε επίσης το RTC μέσω του IIC.
Το σύστημα παρέχει είσοδο ρολογιού 24 MHz στο DM365 μέσω εξωτερικού κρυστάλλου και ρολογιού μονάδας από το εσωτερικό PLL DM365.
2.4 τροφοδοσία ρεύματος Το σύστημα παρέχει μια διεπαφή εισόδου ισχύος 5 V που παρέχει ισχύ +1.35 V, +1.8 V και +3.3 V μέσω του τσιπ μετατροπής ισχύος. Μεταξύ αυτών, 1,35 V και 1,8 V παράγονται από το TPS62040DGQ. Το TPS62040DGQ είναι ένα τσιπ DC-DC υψηλής απόδοσης, που ρυθμίζει την τάση εξόδου μέσω αντίστασης. Η τάση 3,3 V υλοποιείται με το TPS5430, το οποίο έχει μέγιστη τάση εισόδου 36 V και μέγιστο ρεύμα 3 Α.
Η ακολουθία power-up για το σύστημα είναι: πρώτα ενεργοποιήστε τον πυρήνα (1.35V), στη συνέχεια, τροφοδοτήστε το PLL και άλλες ενότητες (1.8V). Δηλαδή, η τροφοδοσία 3.3V λαμβάνεται αρχικά μέσω του TPS5430, στη συνέχεια, το 1,35 V παράγεται από το TPS62040DGQ και το 1,8 V συνδέεται με το EN ενός άλλου TPS62040DGQ μέσω 1,35 V. Μετά το 1,8 V παράγεται, το ρεύμα ενεργοποιείται μέσω του διακόπτη. Το προκύπτον 3,3 V, 3,3 V φορτώνεται τελικά στο DM365. Η σειρά με την οποία δημιουργείται η ισχύς είναι αντίθετη με την ακολουθία ισχύος.
3 Συμπέρασμα Για να ελεγχθεί εάν ο σχεδιασμός πληροί τις προκαθορισμένες απαιτήσεις, η απόδοση του συστήματος έχει δοκιμαστεί διεξοδικά. Μια ποικιλία πηγών εισόδου βίντεο υψηλής ευκρίνειας έχουν επιλεγεί για δοκιμές σε διαφορετικά περιβάλλοντα. Υπάρχουν δοκιμές για την ταχύτητα και τη σοβαρότητα της δοκιμής. Το ασπρόμαυρο της επίδρασης της εικόνας, καθώς και το μοτίβο βημάτων για τη δοκιμή του επιπέδου φωτεινότητας.
Τα πειραματικά αποτελέσματα δείχνουν ότι το σύστημα μπορεί να κωδικοποιηθεί σε πραγματικό χρόνο, η αποκωδικοποιημένη εικόνα είναι καθαρή και ομαλή, δεν υπάρχει φαινόμενο μωσαϊκού και κινούμενων εικόνων, χωρίς υπερέκθεση, έλλειψη πορτρέτου, χρωματιστή, έκθεση και ανακρίβεια ισορροπίας λευκού κ.λπ. Φωτεινά χρώματα και καθαρή φωτεινότητα. Ξεπεράστε τις ελλείψεις στο σύστημα παρακολούθησης του τυπικού ορισμού.
Αυτή η λύση σχεδιασμού είναι οικονομική για χρήση, σύμφωνα με την αρχική πρόθεση του σχεδιασμού, και έχει ευρείες προοπτικές στην αγορά στους τομείς του συστήματος παρακολούθησης βίντεο, υψηλής ευκρίνειας και παρακολούθησης οχημάτων.