Streszczenie: Aby rozwiązać pewne problemy w standardowym systemie monitorowania definicji, zaprojektowany został system kompresji wideo o wysokiej rozdzielczości oparty na TMS320DM365. Przyjęcie ITU-T H. 264 (DM365 Wbudowane sprzętowe sprężarki) Algorytm kompresji wideo, analogowy sygnał wideo o wysokiej rozdzielczości jest przekonwertowany na cyfrowy sygnał wideo przez dedykowane dekodowanie wideo TVP7002, kompresja danych w DM365, wbudowane dane ARM są pakowane i przesyłane do pakietu do pakietu i przesyłania do do Internet, poprzez dekodowanie oprogramowania komputerowego do odtwarzania wideo. Praktyka udowodniła, że ten schemat kodowania dobrze zakończył kompresję danych i transmisję oraz spełnia wymagania projektowe.
Słowa kluczowe: kompresja wideo; DM365; H. 264; transmisja sieci
W aplikacjach nadzoru wideo tradycyjny nadzór wideo ma wysoką przejrzystość obrazu (rozdzielczość CIF do D1), trudność w zarządzaniu i utrzymaniu wielu kabli, skomplikowanej konfiguracji wielu urządzeń i niewygodne rozszerzenie. Czynniki te poważnie ograniczają skuteczność zarządzania bezpieczeństwem. Ulepszenie, ale także daje możliwość opracowania nadzoru wideo o wysokiej rozdzielczości, w niniejszym dokumencie omówiono projekt sprzętowy enkodera wideo HD na podstawie DM365.
1 platforma sprzętowa ogólna konstrukcja TMS320DM365 kontynuuje architekturę procesora DAVINCITM Family DM355, integrując rdzeń ARM926EJ-S, podsystem przetwarzania obrazu (VPSS), Encoder H. 264 HD Coprocessor HDVICP , Wspieraj wiele formatów H. 264, MPEG-4, MPEG-2, MJPEG i VC1 kodeki dla wysokiej elastyczności wideo. DM365 może jednocześnie wyprowadzać 720p, D1, CIF trzy strumienie lub więcej kombinacji, a szybkość kodowania jest regulowana i obsługuje sprzęt OSD. Procesor ma bogaty interfejs peryferyjny, a użytkownik może dogodnie podłączyć podsystem. Niniejszy artykuł przyjmuje TMS320DM365 jako główny procesor, zbiera dane wejściowe wideo i wykonuje odpowiadające przetwarzanie transmisji sieci kompresji i projektuje cyfrowy enkoder wideo na podstawie architektury DM365. Oprócz DM365 system ma również konwerter wideo o wysokiej rozdzielczości, kodeker audio, pamięć, Ethernet, port szeregowy i inne moduły. System działa w systemie operacyjnym Linux i ma charakterystykę dobrej wydajności w czasie rzeczywistym, szybkiej prędkości komunikacji, wysokiej jakości obrazu, stabilnej wydajności, niskiej ceny i antywirusa.
Ogólny schemat blokowy systemu pokazano na rysunku 1. System wykorzystuje DM365 jako główny procesor, zewnętrzny moduł audio DM365, moduł wejściowy wideo, moduł pamięci, porty szeregowe i moduł transmisji sieciowej. Platforma składa się z dwóch części: części wejścia wideo i przetwarzania obrazu oraz części wyjściowej wideo.
Ten artykuł odnosi się do adresu: http: //
Wejście wideo i przetwarzanie obrazu część: analogowy sygnał wideo o wysokiej rozdzielczości TVP7002, po kodowaniu A/D, staje się cyfrowym sygnałem wideo o wysokiej rozdzielczości, a ten sygnał cyfrowy jest wysyłany do DM365. Ten moduł DM365 wykonuje głównie kompresję H. 264 i może osiągnąć filtrowanie szumów, stabilizację wideo, wykrywanie twarzy, automatyczną bilans białych, automatyczne skupienie, automatyczne ekspozycję i wzmocnienie krawędzi. Ponadto inicjuje również wszystkie urządzenia I2C w systemie w celu wdrożenia interkomu audio i głosowego.
Część wyjściowa wideo: DM365 Wbudowany mikroprocesor ramienia, podstawową funkcją tego procesora jest przekazanie strumienia danych, moduł pamięci zewnętrznej, moduł Ethernet, moduł portu szeregowego itp. Uzbrojenie najpierw uzupełnia zamknięcie RTP, UDP i IP przez dane skompresowane a następnie przechodzi przez kadrowanie MAC i ostatecznie uzupełnia transmisję pakietu danych przez PHY kontrolera Ethernet. Ponadto ARM jest również odpowiedzialny za analizowanie otrzymanych danych, przekazanie odpowiednich poleceń parametrów wysyłanych przez komputer, wykonując odpowiednie ustawienia operacji (szybkość kompresji wideo, szybkość klatek itp.) Oraz wdrożenie kontroli peryferyjnej za pośrednictwem portu szeregowego (kontroler PTZ (kontroler PTZ (kontroler PTZ , obiektyw) itp.), Przetwarzanie wejścia i wyjścia alarmu przez GPIO i tak dalej.
2 Projekt modułu
2.1 Moduł wejściowy audio wideo Istnieje interfejs VPFE na DM365, który może obsługiwać formaty wejściowe wideo w wielu formatach. System zdaje sobie sprawę z 1 -kanałowego wejścia wideo HD, a układ konwersji HD A/D przyjmuje TVP7002. TVP7002 może zrealizować cyfrową konwersję sygnałów R/PR, C/Y, B/PB o szybkości konwersji do 165 MHz. Jest używany w wielu cyfrowych środowiskach wideo o wysokiej rozdzielczości z rozdzielczością do 1080p. DM365 jest skonfigurowany za pomocą magistrali IIC. Rejestry wewnętrzne TVP7002 są odpowiednio skonfigurowane do przetwarzania źródeł wideo rozdzielczości 720p. Dane wideo A/D są wysyłane z cyfrowego portu wideo TVP7002 do DM365 VPFE. System zapewnia również cyfrowy interfejs wejściowy wideo o wysokiej rozdzielczości, koprocesor HDVICP może zapewnić H w formacie 1 280x720p30. 264 standardowe kodowanie lub dekodowanie wideo oraz koprocesor MJCP oprócz standardu JPEG może również zapewnić kodowanie lub dekodowanie wideo MPEG-4 w formacie 1 920x1 080p24.
System zdaje sobie sprawę, że wyjście z jednej linii i stereo za pośrednictwem AIC23, DM365 jest skonfigurowany przez IIC Bus, a AIC23 jest podłączony do portu MCBSP DM365. MCBSP DM365 jest używany jako dwukierunkowy kanał danych, za pomocą którego wszystkie strumienie danych audio są przesyłane i obsługują różne formaty danych.
2.2 Moduł Ethernet System zawiera interfejs sieciowy I-Kannel 10/100m, DM365 ma kontroler MAC, a układ Ethernet PHY jest podłączony do interfejsu EMAC. PHY wykorzystuje RTL8201, a RTL8201 jest podłączony do interfejsu MII DM365. DM365 implementuje konfigurację i kontrolę rejestru RTL8201 za pośrednictwem interfejsu MDIO. Pozostałe sygnały uścisku dłoni są sekwencyjnie połączone. RTL8201 jest prawidłowo skonfigurowany (ustaw adres PHY itp.) Poprzez podciąganie i ciągnięcie rezystora rozwijanego. RTL8201 importuje te informacje o konfiguracji na początku zasilania i wykonuje odpowiednie prace. Zewnętrzny kryształ 25 MHz jest podłączony do interfejsu zegara RTL8201 jako źródła zegara RTL8201. RTL8201 jest podłączony do transformatora sieci do izolacji sygnału i jest podłączony do sieci za pośrednictwem RJ45.
2.3 Storage, USB, port szeregowy, RTC, system modułu alarmowego zapewnia 1 kanałowy interfejs USB, obsługuje tryb OTG i tryb hosta, obsługuje USB2.0 dużą prędkość (480 MB/s), pełna prędkość (12 MB/s), ustawić FIFO. DM36 5 On Chip USB Contrator i PHY USB wypełniają swoją inicjalizację poprzez powiązaną konfigurację, a zewnętrzne peryferyjne, takie jak dysk twardy USB-Sata, można podłączyć do USB.
System zewnętrznie łączy DDR2 SDRAM i NAND Flash jako pamięć poza chipem. Tryb rozruchu to tryb rozruchu Nandflash poprzez ustawienie BTSEL [2: 0] na 000. Interfejs AEMIF DM365 może obsługiwać Nandflash i No Flash. Ponieważ Nand Flash ma dużą pojemność magazynową i niską cenę, ten projekt wykorzystuje NAND Flash.
DM365 zapewnia dedykowany interfejs sterujący DDR2, 16-bitową linię danych, 14-bitową linię adresu i 3 sygnały wyboru bloków, które mogą obsługiwać 256 mbyte w przestrzeni pamięci. System wykorzystuje układ DDR2 SDRAM K4T1G164QQ.
DM365 ma 2 interfejsy UART, system jest połączony z dwoma portów szeregowych, jednym RS232, używanym do debugowania i jednego peryferyjnego RS485 do komunikacji (obiektyw PTZ itp.). A za pośrednictwem GPIO, aby zapewnić wejście alarmu dwustronnego przełącznika i 2 -drogowe wyjście alarmu, wejście alarmu jest realizowane przez przeponę. Gdy sygnał alarmowy jest wprowadzany, światło jest włączone, a wyjście jest niskie do GPIO DM365, gdy nie ma wejścia sygnału alarmowego. Gdy przysłona jest odcięta, a wyjście jest wysokie do GPIO DM365, DM365 określa obecność lub brak sygnału wejściowego alarmu poprzez wykrywanie poziomu GPIO. Wyjście alarmu jest realizowane poprzez kontrolowanie otwierania i zamknięcia przekaźnika. System rozszerzył również RTC poprzez IIC.
System zapewnia wejście zegara 24 MHz do DM365 przez zewnętrzny kryształ i zegar modułu z wewnętrznego PLL DM365.
2.4 Zasilacz System zapewnia interfejs wejściowy zasilania 5 V, który zapewnia zasilanie +1,35 V, +1,8 V i +3.3 V poprzez układ konwersji mocy. Wśród nich 1,35 V i 1,8 V są generowane przez TPS62040DGQ. TPS62040DGQ to wysokowydajny, niski, fachowy układ DC-DC z TI, który reguluje napięcie wyjściowe przez rezystor. Napięcie 3,3 V jest zaimplementowane z TPS5430, który ma maksymalne napięcie wejściowe 36 V i maksymalny prąd 3 A.
Sekwencja uruchamiania systemu to: Najpierw zasilaj rdzeń (1,35 V), a następnie zasilaj moduły PLL i inne (1,8 V). Oznacza to, że zasilacz 3,3 V jest najpierw uzyskiwany przez TPS5430, wówczas 1,35 V jest generowane przez TPS62040DGQ, a 1,8 V jest podłączone do EN innej TPS62040DGQ do 1,35 V. Po wygenerowaniu 1,8 V jest wygenerowany, prąd jest włączony przez przełącznik. Powstały 3,3 V, 3,3 V jest ostatecznie ładowany na DM365. Kolejność generowanej mocy jest przeciwna do sekwencji zasilania.
3 Wniosek W celu sprawdzenia, czy projekt spełnia z góry określone wymagania, wydajność systemu została dokładnie przetestowana. Do testowania w różnych środowiskach wybrano różne źródła wejściowe wideo o wysokiej rozdzielczości. Istnieją testy prędkości i nasilenia testu. Czarno -biały efektu obrazu, a także wzór krokowy do testowania poziomu jasności.
Wyniki eksperymentalne pokazują, że system może kodować w czasie rzeczywistym, zdekodowany obraz jest wyraźny i gładki, nie ma zjawiska mozaiki i animacji, braku ekspozycji, braku ekspozycji portretowej, rzutu koloru, ekspozycji i niedokładności równowagi białej itp., Z Jasne kolory i wyraźna jasność. Przezwyciężaj niedociągnięcia w standardowym systemie monitorowania definicji.
To rozwiązanie projektowe jest ekonomiczne, zgodnie z pierwotną intencją projektowania, i ma szerokie perspektywy rynkowe w dziedzinie widefonu, systemu monitorowania wysokiej rozdzielczości i monitorowania pojazdu.