一种基于以太网的视频监控系统的设计

　　一、引言

　　在银行、学校、企事业等公共场所的安全监控中需要大量视频监控系统。随着图像处理技术的发展和计算机网络的普及，视频监控系统已经进入数字化、网络化时代。因此，使用嵌入式技术，开发基于以太网的视频监控系统具有重要的现实意义。

　　目前的视频监控系统普遍采用专用的视频编解码芯片，很难适应不断完善的视频压缩算法，不易于升级更新，且成本较高。而且大多数采用MPEG-4 压缩标准，压缩率较低，对带宽的要求高。

　　本文研制了一种基于以太网的视频监控系统。采用TI公司的32位定点DSP TMS320DM642为核心处理器，以H.264视频压缩算法，采用流媒体实时传输协议进行视频传输。TMS320DM642(以下简称DM642)是一款面向数字多媒体应用的高性能DSP，片内集成视频和网络外设接口，减少了视频监控终端的成本和开发难度。H.264是新一代视频压缩标准，在同等的图像质量条件下，H.264的压缩率比MPEG-4高1.5-2倍，并且引入了面向IP包的编码机制，能够增强网络适应能力。用软件实现视频压缩算法，比传统的专用视频编解码芯片灵活性强，易于升级更新，且开发周期短。

　　二、视频监控系统的设计方案

　　视频监控系统是由核心处理器DM642，视频采集、显示模块，网络接口模块和本地存储模块组成，如图1所示。DM642作为核心处理器，完成图像的H.264压缩、视频压缩数据的网络传输、本地存储和系统流程的控制。DM642是一款高性能多媒体处理器，在600MHz的时钟频率下，处理速度可达4800MIPS。内部具有256k字节的二级缓存结构，64位的外部存储器接口(EMIF)。可以实时实现多路视频编码运算，非常适于开发基于以太网的视频监控系统。

　　在本系统中，实现了4通路的视频输入接口与1个通路的视频输出接口。摄像头采集到的模拟视频信号先送入视频解码器(TVP5150)，视频解码器将采集到的PAL/NTSC制式的标准模拟视频信号转换成BT.656视频数据流，传送给DM642，DM642对接收的数字信号进行压缩编码，将压缩处理后的数字视频信号打包，通过以太网将视频数据传给远端服务器，用户可以通过流媒体服务器远程监控现场状况。考虑到视频预览和测试的需要，本系统设计了1路的视频显示，将经DM642压 缩 处 理 的 数 字 视 频 流 送 入 视 频 编 码 器(SAA7121)，转换为标准模拟视频信号，直接输出到本地的LCD显示器上。

　　DSP内部有程序/数据缓存，但容量较小，对于直接处理数据图像是不够的，因此扩展了本地存储模块作为外部存储器空间。大容量的SDRAM用来暂存原始帧、参考帧和重建帧的数据，FLASH用来存放应用程序，ATA硬盘用来录制视频图像。