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1 音/視頻實(shí)時(shí)處理系統(tǒng)

低碼率視頻通信的主要技術(shù)問題是音/視頻壓縮編碼技術(shù),即用來(lái)實(shí)現(xiàn)在滿足足夠質(zhì)量和硬件成本的條件下降低所需的碼率。小波變換充分利用人眼的視覺特性,克服了重構(gòu)圖像會(huì)出現(xiàn)的塊效應(yīng)、蚊子效應(yīng)、模糊等現(xiàn)象。由于小波變換技術(shù)能充分地利用人眼的視覺特性,因此因而用小波變換視頻編碼將會(huì)獲得比現(xiàn)在標(biāo)準(zhǔn)得多的壓縮效果。本文介紹一種基于ADV611,CT8021芯片同時(shí)結(jié)合TI公司的TMS320C6201芯片實(shí)現(xiàn)音/視頻實(shí)時(shí)處理系統(tǒng)。在該實(shí)時(shí)系統(tǒng)中,DSP芯片作為控制核心、一方面要管理ADV611,CT8021,存儲(chǔ)器和通信接口,另一方面要對(duì)ADV611的圖像壓縮效果進(jìn)行調(diào)解,對(duì)數(shù)據(jù)速率實(shí)時(shí)控制。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方案原理圖如圖1所示。

1.1 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)主要功能是實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程場(chǎng)景音視頻的采集、數(shù)字化、音/視頻的壓縮和解壓、攝像系統(tǒng)云臺(tái)方位以及攝像頭的控制、自動(dòng)開機(jī)和關(guān)機(jī)等功能。其中音視頻數(shù)據(jù)的打包、解包、攝像系統(tǒng)云臺(tái)方位以及攝像鏡頭的控制等功能DSP芯片TMS320C6201來(lái)完成。遠(yuǎn)程場(chǎng)景及音頻壓縮信息通過入網(wǎng)設(shè)備在Internet上實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)傳輸。如圖2中,原始制式PAL（720×288,50幀/s）的視頻信號(hào)經(jīng)過圖像采集端的視頻A/D轉(zhuǎn)換成CCIR656（8位27MHz）的數(shù)據(jù)流,再通過ADV611進(jìn)行小波壓縮編碼。同時(shí),原始的音頻信號(hào)也經(jīng)過音頻采集端的A/D轉(zhuǎn)換為PCM信號(hào),再通過CT8021完成G.723.1壓縮編碼。經(jīng)過壓縮的音/視頻數(shù)據(jù)都送入TMS320C6201中,并由TMS320C6201參照MPEG－2協(xié)議完成音/視頻數(shù)據(jù)的打包;經(jīng)過打包的數(shù)據(jù)由TMS320C6201送出,這里使用異步通信器件TL16C550B連接TMS320C6201和入網(wǎng)設(shè)備,這樣做可以簡(jiǎn)化DSP的軟件實(shí)現(xiàn)提高系統(tǒng)的可靠性和可擴(kuò)展性。最后打包的音/視頻數(shù)據(jù)由入網(wǎng)設(shè)備發(fā)送到Internet上,接收端功能框圖如圖3所示。從遠(yuǎn)端接收到壓縮數(shù)據(jù)后,經(jīng)過TL16C550B送到DSP中,先在存儲(chǔ)器中緩存,然后根據(jù)MPEG－2協(xié)議進(jìn)行解包,分解成獨(dú)立的音/視頻數(shù)據(jù);然后依據(jù)ADV611和CT8021的數(shù)據(jù)申請(qǐng),將壓縮視頻數(shù)據(jù)發(fā)送給ADV611解壓,將壓縮音頻數(shù)據(jù)發(fā)送給CT88021解壓。ADV611恢復(fù)出的圖像數(shù)據(jù)仍以CCIR656的標(biāo)志格式發(fā)送給視頻D/A轉(zhuǎn)換為視頻模擬信號(hào),最終由顯示器回放出來(lái),CT8021恢復(fù)出的語(yǔ)音數(shù)據(jù)仍以PCM標(biāo)準(zhǔn)格式發(fā)送給音頻D/A轉(zhuǎn)換為音頻模擬信號(hào),由揚(yáng)聲器回放出來(lái)。

1.1.1 音頻處理模塊

該模塊的核心芯片CT8021是采用美國(guó)DSP Group公司生產(chǎn)的全雙工的語(yǔ)音壓縮解壓縮芯片。他可為基于H.320協(xié)議的多媒體系統(tǒng)。該芯片實(shí)現(xiàn)了ITU－TG,723.1所規(guī)定的5.3kb/s和6.3kb/s兩種比特率語(yǔ)音。這兩種比特率是H.263建議所規(guī)定的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)語(yǔ)音速率,適用于線路帶寬較小的多媒體通信。該芯片處理速度快,可實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音的實(shí)時(shí)處理,其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖4所示。

1.1.2 視頻處理模塊

在該設(shè)計(jì)中,用小波變換進(jìn)行圖像壓縮是采用硬件實(shí)現(xiàn)的,使用了AD公司生產(chǎn)的ADV611單片、多功能、全數(shù)字的CMOS超大

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