सार: मानक परिभाषा निगरानी प्रणाली में कुछ समस्याओं को हल करने के लिए, TMS320DM365 पर आधारित एक उच्च-परिभाषा वीडियो संपीड़न प्रणाली को डिज़ाइन किया गया है। ITU-T H. 264 (DM365 एम्बेडेड हार्डवेयर कंप्रेसर) वीडियो संपीड़न एल्गोरिथ्म को अपनाते हुए, उच्च-परिभाषा एनालॉग वीडियो सिग्नल को डिजिटल वीडियो सिग्नल में परिवर्तित किया जाता है। इंटरनेट, वीडियो प्लेबैक के लिए पीसी सॉफ्टवेयर डिकोडिंग के माध्यम से। अभ्यास ने साबित कर दिया है कि इस कोडिंग योजना ने डेटा संपीड़न और ट्रांसमिशन को अच्छी तरह से पूरा कर लिया है और डिजाइन आवश्यकताओं को पूरा करता है।
कीवर्ड: वीडियो संपीड़न; DM365; एच। 264; नेटवर्क संचरण
वीडियो निगरानी अनुप्रयोगों में, पारंपरिक वीडियो निगरानी में एक उच्च छवि स्पष्टता (सीआईएफ से डी 1 रिज़ॉल्यूशन), कई केबलों के प्रबंधन और बनाए रखने में कठिनाई, कई उपकरणों के जटिल कॉन्फ़िगरेशन और असुविधाजनक विस्तार में कठिनाई है। ये कारक सुरक्षा प्रबंधन प्रभावशीलता को गंभीरता से प्रतिबंधित करते हैं। वृद्धि, लेकिन उच्च-परिभाषा वीडियो निगरानी के विकास के लिए एक अवसर भी लाता है, यह पेपर DM365 पर आधारित HD वीडियो एनकोडर के हार्डवेयर डिज़ाइन पर चर्चा करता है।
1 हार्डवेयर प्लेटफ़ॉर्म समग्र डिजाइन TMS320DM365 एक ARM926EJ-S कोर, एक छवि प्रसंस्करण सबसिस्टम (VPSS), एक H. 264 HD एनकोडर कोपोसेसर HDVICP और एक MPEG-4/JPEG HDCOPROCOSER MJCPROCESSER की वास्तुकला को जारी रखता है , उच्च वीडियो लचीलेपन के लिए मल्टी-फॉर्मेट एच। 264, एमपीईजी -4, एमपीईजी -2, एमजेपीईजी और वीसी 1 कोडेक्स का समर्थन करें। DM365 एक साथ 720p, D1, CIF तीन धाराओं, या अधिक संयोजनों का उत्पादन कर सकता है, और एन्कोडिंग दर समायोज्य है, और हार्डवेयर OSD का समर्थन करता है। प्रोसेसर में एक समृद्ध परिधीय इंटरफ़ेस होता है, और उपयोगकर्ता आसानी से सबसिस्टम को कनेक्ट कर सकता है। यह पेपर मुख्य CPU के रूप में TMS320DM365 को अपनाता है, इनपुट वीडियो डेटा एकत्र करता है और इसी संपीड़न नेटवर्क ट्रांसमिशन प्रोसेसिंग को करता है, और DM365 आर्किटेक्चर पर आधारित एक डिजिटल वीडियो एनकोडर डिजाइन करता है। DM365 के अलावा, सिस्टम में उच्च-परिभाषा वीडियो ए/डी कनवर्टर, ऑडियो कोडेक, स्टोरेज, ईथरनेट, सीरियल पोर्ट और अन्य मॉड्यूल भी हैं। सिस्टम लिनक्स ऑपरेटिंग सिस्टम पर चलता है और इसमें अच्छे वास्तविक समय के प्रदर्शन, तेजी से संचार गति, उच्च छवि गुणवत्ता, स्थिर प्रदर्शन, कम कीमत और एंटी-वायरस की विशेषताएं हैं।
सिस्टम के समग्र ब्लॉक आरेख को चित्र 1 में दिखाया गया है। सिस्टम DM365 का उपयोग मुख्य CPU, DM365 बाहरी ऑडियो मॉड्यूल, वीडियो इनपुट मॉड्यूल, स्टोरेज मॉड्यूल, सीरियल पोर्ट और नेटवर्क ट्रांसमिशन मॉड्यूल के रूप में करता है। प्लेटफ़ॉर्म में दो भाग होते हैं: वीडियो इनपुट और इमेज प्रोसेसिंग पार्ट और वीडियो आउटपुट पार्ट।
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वीडियो इनपुट और इमेज प्रोसेसिंग पार्ट: हाई-डेफिनिशन एनालॉग वीडियो सिग्नल इनपुट TVP7002, ए/डी एन्कोडिंग के बाद, यह उच्च-परिभाषा डिजिटल वीडियो सिग्नल बन जाता है, और यह डिजिटल सिग्नल DM365 के लिए आउटपुट है। यह मॉड्यूल DM365 मुख्य रूप से H. 264 संपीड़न करता है, और शोर फ़िल्टरिंग, वीडियो स्थिरीकरण, फेस डिटेक्शन, ऑटो व्हाइट बैलेंस, ऑटो फोकस, ऑटो एक्सपोज़र और एज एन्हांसमेंट को प्राप्त कर सकता है। इसके अलावा, यह ऑडियो और वॉयस इंटरकॉम को लागू करने के लिए सिस्टम पर सभी I2C उपकरणों को भी इनिशियलाइज़ करता है।
वीडियो आउटपुट पार्ट: DM365 एम्बेडेड एआरएम माइक्रोप्रोसेसर, इस प्रोसेसर का मुख्य कार्य डेटा स्ट्रीम, बाहरी मेमोरी मॉड्यूल, ईथरनेट मॉड्यूल, सीरियल पोर्ट मॉड्यूल, आदि को अग्रेषित करने के लिए है। एआरएम पहले आरटीपी, यूडीपी और आईपी एनकैप्सुलेशन को संपीड़ित डेटा को पूरा करता है, और फिर मैक फ्रेमिंग से गुजरता है, और अंत में ईथरनेट कंट्रोलर PHY के माध्यम से डेटा पैकेट के प्रसारण को पूरा करता है। इसके अलावा, एआरएम प्राप्त डेटा को पार्स करने के लिए भी जिम्मेदार है, पीसी द्वारा भेजे गए प्रासंगिक पैरामीटर कमांड को अग्रेषित करना, संबंधित ऑपरेशन सेटिंग्स (वीडियो संपीड़न दर, फ्रेम दर, आदि) का प्रदर्शन करना, और सीरियल पोर्ट (पीटीजेड कंट्रोलर (पीटीजेड कंट्रोलर (पीटीजेड कंट्रोलर (पीटीजेड कंट्रोलर ( , लेंस) आदि), GPIO के माध्यम से अलार्म इनपुट और आउटपुट का प्रसंस्करण, और इसी तरह।
2 मॉड्यूल डिजाइन
2.1 वीडियो ऑडियो इनपुट मॉड्यूल DM365 पर एक VPFE इंटरफ़ेस है, जो कई प्रारूपों में वीडियो इनपुट प्रारूपों का समर्थन कर सकता है। सिस्टम को 1 चैनल एचडी वीडियो इनपुट का एहसास होता है, और एचडी ए/डी रूपांतरण चिप TVP7002 को अपनाता है। TVP7002 165 मेगाहर्ट्ज तक के रूपांतरण दर के साथ R/PR, C/Y, B/PB सिग्नल के डिजिटल रूपांतरण का एहसास कर सकता है। इसका उपयोग कई उच्च-परिभाषा डिजिटल वीडियो वातावरण में 1080p तक के संकल्प के साथ किया जाता है। DM365 IIC बस के माध्यम से कॉन्फ़िगर किया गया है। TVP7002 आंतरिक रजिस्टरों को 720p रिज़ॉल्यूशन वीडियो स्रोतों को संसाधित करने के लिए ठीक से कॉन्फ़िगर किया गया है। A/D वीडियो डेटा TVP7002 डिजिटल वीडियो पोर्ट से DM365 VPFE तक आउटपुट है। सिस्टम उच्च-परिभाषा डिजिटल वीडियो इनपुट इंटरफ़ेस भी प्रदान करता है, HDVICP कोक्रोसेसर 1 280x720p30 प्रारूप में H प्रदान कर सकता है। 264 मानक वीडियो एन्कोडिंग या डिकोडिंग, और जेपीईजी मानक के अलावा एमजेसीपी कॉप्रोसेसर, 1 920x1 080P24 प्रारूप में MPEG-4 वीडियो एन्कोडिंग या डिकोडिंग भी प्रदान कर सकता है।
सिस्टम AIC23 के माध्यम से एक लाइनिन और स्टीरियो आउटपुट का एहसास करता है, DM365 को IIC बस के माध्यम से कॉन्फ़िगर किया गया है, और AIC23 DM365 के MCBSP पोर्ट से जुड़ा है। DM365 के MCBSP का उपयोग एक द्विदिश डेटा चैनल के रूप में किया जाता है, जिसके माध्यम से सभी ऑडियो डेटा स्ट्रीम प्रसारित होते हैं और विभिन्न डेटा प्रारूपों का समर्थन करते हैं।
2.2 ईथरनेट मॉड्यूल सिस्टम में एक आई-चैनल 10/100 मीटर नेटवर्क इंटरफ़ेस शामिल है, DM365 में एक मैक कंट्रोलर है, और एक ईथरनेट PHY चिप EMAC इंटरफ़ेस से जुड़ा हुआ है। PHY RTL8201 का उपयोग करता है, और RTL8201 DM365 के MII इंटरफ़ेस से जुड़ा है। DM365 MDIO इंटरफ़ेस के माध्यम से RTL8201 रजिस्टर के कॉन्फ़िगरेशन और नियंत्रण को लागू करता है। अन्य हैंडशेक सिग्नल क्रमिक रूप से जुड़े हुए हैं। RTL8201 को ठीक से कॉन्फ़िगर किया गया है (Phy पता, आदि सेट करें) को खींचकर और पुल-डाउन रोकनेवाला को खींचकर। RTL8201 पावर-ऑन की शुरुआत में इन कॉन्फ़िगरेशन जानकारी को आयात करता है और इसी कार्य करता है। एक बाहरी 25 मेगाहर्ट्ज क्रिस्टल RTL8201 के घड़ी इंटरफ़ेस से RTL8201 के लिए घड़ी स्रोत के रूप में जुड़ा हुआ है। RTL8201 सिग्नल अलगाव के लिए एक नेटवर्क ट्रांसफार्मर से जुड़ा हुआ है और RJ45 के माध्यम से नेटवर्क से जुड़ा हुआ है।
2.3 स्टोरेज, यूएसबी, सीरियल पोर्ट, आरटीसी, अलार्म मॉड्यूल सिस्टम 1 चैनल यूएसबी इंटरफ़ेस प्रदान करता है, ओटीजी मोड और होस्ट मोड का समर्थन करता है, USB2.0 हाई स्पीड (480 एमबी/एस), फुल स्पीड (12 एमबी/एस) का समर्थन करता है, सेट करें, सेट करें FIFO। DM36 5 ON-CHIP USB कंट्रोलर और USB PHY संबंधित कॉन्फ़िगरेशन के माध्यम से अपने आरंभीकरण को पूरा करते हैं, और USB-SATA हार्ड डिस्क जैसे बाहरी बाह्य उपकरणों को USB से जोड़ा जा सकता है।
सिस्टम बाहरी रूप से DDR2 SDRAM और NAND फ्लैश को ऑफ-चिप मेमोरी के रूप में जोड़ता है। BTSEL [2: 0] से 000 से सेट करके बूट मोड नंदफ्लैश बूट मोड है। DM365 का AEMIF इंटरफ़ेस नंदफ्लैश और न ही फ्लैश का समर्थन कर सकता है। क्योंकि नंद फ्लैश में बड़ी भंडारण क्षमता और कम कीमत होती है, यह डिज़ाइन नंद फ्लैश का उपयोग करता है।
DM365 एक समर्पित DDR2 नियंत्रण इंटरफ़ेस, 16-बिट डेटा लाइन, 14-बिट पता लाइन और 3 ब्लॉक चयन संकेत प्रदान करता है, जो स्टोरेज स्पेस के 256 mByTe का समर्थन कर सकता है। सिस्टम DDR2 SDRAM चिप K4T1G164QQ का उपयोग करता है।
DM365 में 2 UART इंटरफेस हैं, सिस्टम दो सीरियल पोर्ट, एक RS232, डिबगिंग के लिए उपयोग किया जाता है, और संचार के लिए एक RS485 परिधीय (PTZ लेंस, आदि) से जुड़ा हुआ है। और GPIO के माध्यम से 2 तरह से स्विच अलार्म इनपुट और 2 तरह से स्विच अलार्म आउटपुट प्रदान करने के लिए, अलार्म इनपुट को डायाफ्राम द्वारा महसूस किया जाता है। जब अलार्म सिग्नल इनपुट होता है, तो प्रकाश चालू होता है, और आउटपुट DM365 GPIO के लिए कम होता है, जब कोई अलार्म सिग्नल इनपुट नहीं होता है। जब एपर्चर को काट दिया जाता है और आउटपुट DM365 GPIO के लिए अधिक होता है, तो DM365 GPIO स्तर का पता लगाकर अलार्म इनपुट सिग्नल की उपस्थिति या अनुपस्थिति को निर्धारित करता है। अलार्म आउटपुट को रिले के उद्घाटन और समापन को नियंत्रित करके महसूस किया जाता है। सिस्टम ने IIC के माध्यम से RTC को भी बढ़ाया।
सिस्टम DM365 को एक बाहरी क्रिस्टल और DM365 आंतरिक PLL से एक मॉड्यूल घड़ी के माध्यम से 24 मेगाहर्ट्ज क्लॉक इनपुट प्रदान करता है।
2.4 बिजली की आपूर्ति सिस्टम एक 5 वी पावर इनपुट इंटरफ़ेस प्रदान करता है जो पावर रूपांतरण चिप के माध्यम से +1.35 वी, +1.8 वी और +3.3 वी पावर प्रदान करता है। उनमें से, 1.35 V और 1.8 V TPS62040DGQ द्वारा उत्पन्न होते हैं। TPS62040DGQ एक उच्च दक्षता है, TI से कम रिपल DC-DC चिप है जो एक अवरोधक के माध्यम से आउटपुट वोल्टेज को नियंत्रित करता है। 3.3 वी वोल्टेज TPS5430 के साथ लागू किया गया है, जिसमें 36 V का अधिकतम इनपुट वोल्टेज और अधिकतम वर्तमान 3 A.
सिस्टम के लिए पावर-अप अनुक्रम है: फर्स्ट पावर अप द कोर (1.35V), फिर PLL और अन्य मॉड्यूल (1.8V) को पावर अप करें। अर्थात्, 3.3V बिजली की आपूर्ति पहली बार TPS5430 के माध्यम से प्राप्त की जाती है, फिर 1.35 V को TPS62040DGQ द्वारा उत्पन्न किया जाता है, और 1.8 V को 1.35 V के माध्यम से एक और TPS62040DGQ के एन से जुड़ा होता है। 1.8 V उत्पन्न होने के बाद, वर्तमान चालू होता है। स्विच के माध्यम से। परिणामस्वरूप 3.3 V, 3.3 V अंत में DM365 पर लोड किया गया है। जिस क्रम में शक्ति उत्पन्न होती है, वह पावर-ऑन अनुक्रम के विपरीत है।
3 निष्कर्ष यह परीक्षण करने के लिए कि क्या डिजाइन पूर्व निर्धारित आवश्यकताओं को पूरा करता है, सिस्टम प्रदर्शन को अच्छी तरह से परीक्षण किया गया है। विभिन्न वातावरणों में परीक्षण के लिए विभिन्न प्रकार के उच्च-परिभाषा वीडियो इनपुट स्रोतों का चयन किया गया है। परीक्षण की गति और गंभीरता के लिए परीक्षण हैं। छवि प्रभाव के काले और सफेद, साथ ही चमक स्तर के परीक्षण के लिए कदम पैटर्न।
प्रायोगिक परिणाम बताते हैं कि सिस्टम वास्तविक समय में एनकोड कर सकता है, डिकोड की गई छवि स्पष्ट और चिकनी है, कोई मोज़ेक और एनीमेशन घटना नहीं है, कोई ओवरएक्सपोजर नहीं है, पोर्ट्रेट एक्सपोज़र की कमी, रंग कास्ट, एक्सपोज़र और सफेद संतुलन अशुद्धि, आदि, आदि, आदि, आदि, आदि, आदि। चमकीले रंग और स्पष्ट चमक। मानक परिभाषा निगरानी प्रणाली में कमियों को दूर करें।
यह डिज़ाइन समाधान डिजाइन के मूल इरादे के अनुरूप उपयोग करने के लिए किफायती है, और वीडियोफोन, उच्च-परिभाषा निगरानी प्रणाली और वाहन की निगरानी के क्षेत्रों में व्यापक बाजार संभावनाएं हैं।