基于MPEG-4编码的近距离无线视频传输系统

　　无线视频通信作为第三代移动通信关键技术得到了广泛关注。但其是为远距离多用户服务的，开发难度大，需要众多辅助技术支持。然而，近距离无线视频通信可以采用较为成熟的技术实现，它可以应用于视频监控中不易连线的部分以及近距离巡视，它不同于3G技术中的视频传输，具有易于开发、传输距离近等特点。要实现无线视频传输，就要应用大压缩比的视频压缩编码满足无线传输速率的苛刻要求，MPEG-4编码是基于图像内容的第二代视频编码方案，并将对象合成的编码方案也结合在标准中，它根据图像的内容将图像分割为不同的视频对象(VO)。在编码过程中，前景和背景对像采用不同的编码策略：前景对像的编码压缩尽可能保留压缩对像的细节和平滑性;对背景视频对像，采用大压缩比的编码策略，而在解码端用其他的背景拼成新的的背景。因此它可以实现大压缩比的视频编码，不仅解决了块效应，同时解决了无线传输时的带宽限制问题，因此MPEG-4被作为无线通信系统中主要的视频编码标准。

　　1 系统硬件总体方案

　　图1所示为无线视频传输系统框图。采用专用MPEG-4编码器，可以获得良好的性价比，因此采用日本OKI公司的ML86410芯片是较好的MPEG-4视频压缩解决方案;同时采用挪威Nordic公司的nRF24L01和nRF24LU1芯片实现无线传输，它们不仅具有高达2 Mbit·s-1的无线空中速率，而且后者带有增强型8051内核和USB2.0协议的无线Soc芯片，较好地解决了与PC机的连接问题;控制器采用广泛使用的低功耗FPGA来协调控制视频流的无线传输以及对OV7620和ML86410进行控制和模式配置，FPGA准确地逻辑性保证了传输的可靠性。

　　从图中可以看出，在视频采集电路中，FPGA是整个系统的核心控制器。它的作用是无线接收配置参数，对图像CMOS传感器和ML86410进行初始化配置;当开始图像采集后，其负责接收MPEG-4视频数据，并进行无线传输。设计重点是实现了视频的无线传输，采用具有nRF24系列芯片，具有2 Mbit·s-1的空中速率;这样的速率对一般视频数据流是不能实现无线传输的，所以要采取具有高压缩率的MPEG-4视频编码，其要求的传输速率较低，当图像分辨率为176×144时，速率为4 800～64 000 bit·s-1。

　　1.1 视频采集模块电路

　　1.1.1 OV7620

　　OV7620是一种CMOS图像传感器，被广泛应用于网络摄像头、摄像手机等产品中。它是一种CMOS彩色/黑白图像传感器，支持连续和隔行两种扫描方式，VGA和QVGA两种图像格式;最高像素为664×492，帧速率为30 f·s-1;数据输出格式包括YUV、YcrCb和RGB这3种，能够满足一般图像采集系统的要求。OV7620内部具有可编程功能寄存器，设置有上电模式和SCCB编程模式，设计中采用了SCCB编程控制协议，连续扫描，8位YUV数据输出。