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adv611共有84个数据寄存器和若干状态、控制字寄存器。其中,数据寄存器是片内fifo的映射,用于存储经小波变换后的图像压缩数据(编码和解码过程各需要42个),以供自适应量化和熵编码进一步数据压缩。adv611在片内集成了一些状态和控制字寄存器,它们都是间接寄存器,adv611对它们进行统一编址,主机不能直接访问间接寄存器。为访问片内fifo和间接寄存器,adv611还设置了一组可由主机直接访问的4个32位直接寄存器,由两位地址线来选择。
中断控制和状态寄存器的高16位是控制位,设置引起adv611向主机发出中断的条件,低16位是状态位,反映触发当前中断的原因。
1.3 高清晰度取景框
adv611具有高清晰度取景功能,允许一帧中某一矩形区域相对于其它区域有较低的压缩比,或完全不进行压缩。矩形区域的位置和大小以及与背景的对比度由主机通过adv611的主机接口输入控制字来控制。该功能为用户在不影响压缩比的情况下选取某一感兴趣的区域作高清晰度显示提供了捷径,这也是adv611特别适用于监控场合的主要原因。
1.4 硬件实现小波变换
adv611的小波变换模块采用硬件编码方式实现了基于morlet小波的双正交小波基(7,9)的小波变换和逆变换,每场独立进行子带编码,通过滤波将一帧视频分成42个可分离的频带,然后再进行压缩,色度分量占总频带的2/3即28个频带,亮度分量占剩下的14个频带。adv611片内集成了一片sram,用作变换时的高速数据缓存,保证视频信号能实时处理。
1.5 工作原理
adv611编码时从它的数字视频接口接收未压缩的数字视频信号,经小波变换和帧抽取、送入量化器进行系数量化、再经游程编码和huffman 编码,产生压缩后的数据流,送入集成于片内的512×32位大小的fifo缓存区,一旦fifo的数据量达到主机在寄存器里的预置值时,adv611就发出中断请求信号,从它与主处理器的接口输出压缩数据比特流。 解码过程与之相反,压缩数据由主机送入fifo,解码后产生标准的视频分量从数据视频接口输出。
2 用adv611实现多路视频监控系统的方法
该系统采用adv611芯片,配以相应的外围电路,包括多路视频信号实时采集、监视、存储,回放部分通道信号的电路(可选择性地回放某一路信号,最多同时回放4路信号)。实现了由一台计算机控制、存储多路数字视频信号的功能(目前最多可达16路),考虑到客户的不同要求,我们设计了2种设计方案,一种是在1块印制电路板上实现2路视频信号实时采集、存储、回放的功能,系统结构图如图3所示。另一种是在1块印制电路板上实现4路视频信号实时采集、存储、回放的功能,系统结构图省略。这两种方案都是用高分辨率显示墙作为实时监控视频显示部分。
2.1 监控系统的工作原理
adv611支持philis公司的saa系列视频芯片,只要附加1片saa7111就可实现复合视频信号的数字化,将摄像机输入的pal制式模拟视频信号转换成符合ccir656建议的adv611支持的数字视频信号,该信号送入yuv分离电路进行亮度和色度信号分离,送入亮度控制和色度对比度控制电路,经亮度色度处理后的yuv信号输入到压缩解压缩核心单元实现小波变换,压缩后的数据缓存到adv611中的数据缓存区,主机通过pci接口单元(s5933)取走数据,s5933完成pci总线到用户逻辑的桥接器功能。
2.2 各模块实现的功能
pci模块包括pci总线和s5933的接口,s5933是pci总线专用控制芯片,用它的fifo通道和pass-thru通道进行数据传输理论上都可以达到pci总线的峰值速率,使利用adv611实现多路视频信号的实时监控、存储成为可能。
vidio1和vidio2模块包括adv611和saa7111的接口,这部分主要实现a/d 转换,并将转换后adv611支持的数字视频信号经adv611压缩后再经s5933存储在主机里。
pld模块在整个系统调试中起着举足轻重的作用,它实现s5933和adv611的时序配合,pld模块由max7128a组成。
decode模块实现将主机中的压缩数据经adv611解压后再经pci接口单元s5933送至主机,在显示屏上回放视频信号。
fifo模块由74f244组成,cpu&ram模块用来调试和初始化作用。
在初次使用adv611开发视频监控系统时,为调试方便,设计了这个方案,现在随着开发成功,对该系统改进及完善正在进行中。上一页 [1]
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3 显示部分设计
现在一般视频监控系统采用在一个显示屏上分割成多个画面,当画面分割9个画面以上时,因单路画面太小,影响人眼视觉分辨率,大大降低了“监控”效果,对此,本系统采用若干小电视屏组合成一个显示墙的设计,电视屏可根据用户需要监控的场所、路数等要求自由组合,达到最佳监控效果,这样不但实时监控的路数不受限制,而且每一个画面都有高达700 dpi以上的分辨率,使监控图像非常清晰,显示墙相对系统有一定独立性,体现了模块化设计的思想。
3.1 尺寸制订
显象管外型尺寸为105 mm×80 mm,偏转线圈外经为50 mm,印制板安装在偏转线圈后,印制板面积为103 mm×120 mm。
3.2 电源电路
每一个显示器都有自己供电系统可独立工作,每个组件都选择开关电源,这是因为开关电源可以节能,不足之处是开关电源会产生高频干扰,解决会有些难度,但比电源变压器产生的干扰容易解决,在实验中,将冷地和热地远距离分开,并选择新型的otp224集成块,功率达70 w。
3.3 扫描电路
选用ka2133集成电路,该集成电路除行输出外还包含了其它扫描电路的全部功能。另外,偏转线圈行输出变压器接在行输出管发射极回路,效率高且比传统的电视机线路行电流减少10%,线路简单,省去了升压线路。
4 结语
以上提供了用adv611实现实时监控的方法,这种方法的优点是用硬件将小波理论用于视频信号实时压缩,压缩质量好,且压缩比可根据用户的要求任意选择。系统可扩展性较好,可广泛用于银行、公安、证券、监狱、煤矿等领域。