DM6467视频监控系统研究

邓娜　黄河明

本文以互联网作为数据传输载体，介绍了基于DM6467视频监控系统的硬件设计，并详细的描述了系统的各功能模块软件设计及流程，实现了实时图像采集、压缩、网络传输和实时显示等功能。可应用于智能家居、视频会议等多种场合。

【关键词】视频采集 网络 监控

随着图像处理技术的不断发展，视频监控已成为安防的必要手段。同时，网络技术的发展，使得基于网络的视频监控系统成为未来的发展趋势，解决了传统监控系统布线复杂，昂贵等问题。

本文着重对基于嵌入式的网络监控系统进行研究，设计并实现了基于DM6467处理器的网络视频监控系统。系统采用H.264算法对原始图像进行压缩编码，图像压缩比高，节约了网络资源。通过嵌入式Linux对系统进行维护和调度，可靠性高，稳定性好。

1 系统硬件设计

系统硬件主要由监控中心计算机、信号采集核心板、模拟摄像头等部分构成。监控中心采用一般的微机，与网络连接即可。信号采集板采用TI达芬奇处理器DM6467为控制核心，通过TVP5158对模拟信进行采集。其中还包括256MB SRAM、128MB NAND Flash，以及其他外设接口。256MB SRAM作为系统运行内存，NAND Flash作为系统存储器。外设接口包括千兆以外网接口、I2C接口、RS232接口、VPIF接口等。以太网接口负责完成网络数据发送；RS232接口负责配置信息接收，Bootloader、Linux内核、文件系统、应用程序下载以及调试信息打印；I2C接口和VPIF接口负责TVP5158芯片配置与视频数据交互。

2 系统软件设计

视频监控系统软件设计包括基于嵌入式Linux的视频信号处理软件、基于Windows的监控中心视频接收和显示软件。

2.1 视频信号处理软件设计

视频信号处理软件主要包括：信号采集模块、视频压缩模块和网络发送模块。

2.1.1视频采集模块

为了实现视频信号的网络传输，首先由TVP5158将模拟视频信号转化为数字信号，并通过VPIF接口将数据送给DM6467。操作系统采用V4L2驱动将数据从底层读回到内存中，通过如下几个步骤完成。

创建视频采集线程，为V4L2分配内存空间并初始化EDMA通道，方便数据搬移。待初始化完成后，启动信号采集，并通过MCVIP_v4l2GetBuf（hndl， &v4l2Buf）函数获取原始图像数据，数据存储在v4l2Buf缓冲区中。为了内存空间的循环利用，将获取到的数据送入到缓冲队列中后，通过MCVIP_v4l2PutBuf（hndl， &v4l2Buf）函数将该部分内存空间重新释放，供V4L2循环利用。

2.1.2 视频压缩模块

由于原始图像数据为YUV格式，每秒的数据量可达23MB，若不进行压缩处理，很难通过网络向外发送。本文采用H.264算法对原始图像进行压缩。该算法具有良好的压缩性能，压缩比高且图像恢复质量好。

在进行压缩之前，必须先创建一个Codec Engine（CE）来管理DM6467的ARM和DSP，帮助完成二者的通信。CE创建完成后，需要对编码器图像参数进行设置。随后调用MCVIP_getBuf（gCAPTURE_ctrl.info. mcvipHndl， &bufId， OSA_TIMEOUT_ FOREVER）函数获取缓冲队列中的数据。其次，通过Venc1_process（hVe1， hDstBuf， hOutBuf）函数完成原始图像压缩。

2.1.3网络传输模块

网络传输模块负责将压缩后的图像数据送给监控中心。由于视频数据量大，若采用TCP协议，会大大降低传输性能。因此本文选择采用UDP协议进行发送。

首先在发送端创建socket套接字，并完成初始化工作。其次，从压缩后的缓冲队列中获取压缩后的数据，并通过sendto（）函数送给监控中心。

2.2 监控中心软件设计

监控中心软件完成网络数据接收、H.264图像解码和实时图像显示等功能。软件采用VC6.0集成开发环境进行开发。

软件运行后会创建一个socket套接字，并开始监听设定好的端口。当有数据收到时，调用H264Decoder（）函数进行图像解码，并将解码后的图像格式转换为RGB位图，最终进行实时显示。若收到的图像帧数据不完整，则主动丢弃。

3 系统测试

将设备串口线、网线及电源连接好，启动开发板，运行监控中心软件，并设定相应的参数。开始运行1-2秒后，监控中心显示界面开始播放图像。

经过多次测试统计，各个图像分辨率系统传输时延为0.3-0.5秒，传输帧率为不低于28帧/秒。测试表明，系统设计功能完善，传输帧率高，稳定性好。

4 结束语

系统利用DM6467处理器完成了对视频信号的采集、压缩和传输，监控中心软件可实时接收并播放图像，达到了预期效果。此外，监控中心可通过网络对采集板的帧率、图像分辨率等参数进行配置。经过长时和多次测试，系统具有良好的稳定性和可靠性。

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作者单位

重庆邮电大学 无线定位与空间测量研究所 重庆市 400065endprint