廣電安防監(jiān)控系統(tǒng)中視頻編解碼卡的設(shè)計與實現(xiàn)
作者：王立群 大連人民廣播電臺
0 前言
廣播電視系統(tǒng)的正常運行，節(jié)目的安全播出，需要高級別的安全防范體系。為保障廣播電視機構(gòu)的安全，GA部特別頒發(fā)了《廣播電視設(shè)施保護條例》、《廣播電影電視系統(tǒng)重點場所要害部位的風(fēng)險等級和安全防保級別》等文件，根據(jù)其設(shè)定的風(fēng)險防范級別同時結(jié)合各單位的實際情況，制定自己的廣播電視監(jiān)控系統(tǒng)。廣電中心大樓是廣播電視的制作、編輯、播出的基地，工作區(qū)一般定為二級風(fēng)險單位，需在大樓工作區(qū)建立視頻監(jiān)控系統(tǒng)。同時各臺為實現(xiàn)總控對各直播間、導(dǎo)播間、機房的實時監(jiān)控，也都建立自己的視頻監(jiān)控系統(tǒng)。本文主要介紹一種視頻監(jiān)控系統(tǒng)中的核心部件一視頻編解碼卡的設(shè)計與實現(xiàn)。
MPEG-4是現(xiàn)在最重要、最有影響的多媒體數(shù)據(jù)壓縮編碼的國際標(biāo)準(zhǔn)之一。目前新興的基于嵌入式技術(shù)的MPEG-4多媒體監(jiān)控系統(tǒng)與傳統(tǒng)的多媒體監(jiān)控系統(tǒng)相比具有體積小、現(xiàn)場無需專人值守、成本低、穩(wěn)定性高、實時性好、更適宜存儲和網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)葍?yōu)點。因此我們基于MPEG-4標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計和實現(xiàn)視頻編解碼卡。實現(xiàn)MPEG-4圖像算法的ASIC專用芯片具有成本較低、功耗小、穩(wěn)定性高、圖像清晰、擴展性能好、安全性高的特點。我們采用的是VW2010。
1 MPEG-4編碼卡的設(shè)計和實現(xiàn)
編碼卡的結(jié)構(gòu)如圖1所示，主要包括音視頻A／D、壓縮芯片VW2010及其所需SDRAM，以及電源時鐘等模塊。
由于VW2010的音視頻的輸入和輸出都是數(shù)字格式，其中視頻的輸入輸出為ITU-RBT．656格式，音頻的輸入輸出為I2S格式。因此需要對音視頻模擬輸入信號進行模數(shù)轉(zhuǎn)換并形成I2S格式音頻數(shù)據(jù)、ITU-R BT．656格式視頻數(shù)據(jù)，作為VW2010的輸入數(shù)據(jù)對其進行編碼。故還需要選一些外圍芯片和VW2010配合，完成整個編碼過程。
編碼卡的系統(tǒng)框圖如圖1所示，PCB圖如圖2所示。VW2010作為該系統(tǒng)的核心，通過PCI總線和主機連接，主要接收從主機送來的對VW2010的初始配置數(shù)據(jù)和實時控制信息，同時VW2010壓縮后的MPEG-4視頻流、音頻流也通過PCI總線送到主機。VW2010通過I2C總線控制各個音視頻A／D，對其內(nèi)部寄存器進行初始化配置。
模擬音頻和視頻信號經(jīng)音視頻A／D采樣編碼后，音頻信號成為I2S格式的數(shù)據(jù)進入VW2010，視頻信號成為8位并行的ITU-R BT．656格式的數(shù)據(jù)進入VW2010，VW2010根據(jù)編程設(shè)定從主機傳來的編碼格式和工作方式對音視頻進行同步并壓縮后得到MPEG-4數(shù)據(jù)送到主機。除了MPEG-4編碼芯片VW2010外，在設(shè)計中還必須選定視頻A／D芯片、音頻A／D芯片、內(nèi)存SDRAM芯片、電源芯片、電阻電容等分離元件等。
視頻A／D芯片：選用Philips的SAA7115，該芯片有6路模擬視頻信號輸入(如6路復(fù)合視頻或者2路S端子和2個復(fù)合視頻，1個S端子4個復(fù)合視頻輸入)，兩個9位的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，輸入視頻信號的選擇可通過I2C,總線對內(nèi)部寄存器進行設(shè)置來實現(xiàn)�？蓪Ω鞣NPAL信號和NTSC、SECAM信號進行自
