1引言多媒體通信技術(shù)的發(fā)展為信息的獲取和傳輸提供了豐富的手段,視頻數(shù)據(jù)是其中不可缺少的重要組成部分,而視頻數(shù)據(jù)的獲取離不開視頻采集系統(tǒng)。目前,視頻采集系統(tǒng)的應(yīng)用極為廣泛,許多產(chǎn)品和設(shè)施,例如遠(yuǎn)程監(jiān)控、可視電話、會議電視等等,都需要采集視頻信息。而且,隨著PC機的普及,人們可以直接利用PC機進行視頻采集,采集到的視頻數(shù)據(jù)經(jīng)過處理后保存在本地或者發(fā)送到遠(yuǎn)方。由于視頻的采集、處理和傳輸都在一臺PC機上完成,因此可以大大
1 引言多媒體通信技術(shù)的發(fā)展為信息的獲取和傳輸提供了豐富的手段,視頻數(shù)據(jù)是其中不可缺少的重要組成部分,而視頻數(shù)據(jù)的獲取離不開視頻采集系統(tǒng)。
目前,視頻采集系統(tǒng)的應(yīng)用極為廣泛,許多產(chǎn)品和設(shè)施,例如遠(yuǎn)程監(jiān)控、可視電話、會議電視等等,都需要采集視頻信息。而且,隨著PC機的普及,人們可以直接利用PC機進行視頻采集,采集到的視頻數(shù)據(jù)經(jīng)過處理后保存在本地或者發(fā)送到遠(yuǎn)方。由于視頻的采集、處理和傳輸都在一臺PC機上完成,因此可以大大降低系統(tǒng)的復(fù)雜度和價格。
我們設(shè)計的視頻采集系統(tǒng)是基于Intel x86平臺和實時操作系統(tǒng)VxWorks,由視頻采集卡和驅(qū)動程序兩部分組成,如圖1所示。視頻采集卡完成視頻數(shù)據(jù)采集和格式轉(zhuǎn)換,驅(qū)動程序在系統(tǒng)啟動時對硬件進行初始化,在系統(tǒng)啟動之后實現(xiàn)硬件和應(yīng)用軟件之間的數(shù)據(jù)交互�？紤]到視頻的數(shù)據(jù)量極大,視頻采集卡通過
PCI高速總線與計算機相連。
2 視頻采集卡的設(shè)計
為了將由攝像頭輸入的模擬視頻轉(zhuǎn)換為計算機能夠接受和處理的數(shù)字視頻,需要經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換、同步提取、亮色分離等多個步驟。而為了將數(shù)字視頻傳送到PC機的
內(nèi)存中,還需要一定數(shù)量的FIFO、總線接口和相應(yīng)的控制邏輯。這原本是一個比較復(fù)雜的過程,但是隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展,各半導(dǎo)體生產(chǎn)廠家通過不斷創(chuàng)新和改進,目前已經(jīng)能夠在單個芯片上實現(xiàn)所有這些功能。Conexant公司的Bt848就是這樣的一種芯片,圖2給出了其功能框圖。
對于在PCI總線上進行NTSC/
PAL/SECAM視頻捕獲的應(yīng)用來說,Bt848是一種完整的低價格解決方案。作為一種總線主控設(shè)備,Bt848不需要任何本地緩存來存儲視頻像素數(shù)據(jù),這樣就極大地降低了硬件價格。Bt848能夠充分利用基于PCI總線的系統(tǒng)的高帶寬和固有的多媒體功能,并且能夠與其他多媒體設(shè)備實現(xiàn)互操作,這樣就能夠以
模塊的方式在系統(tǒng)中添加視頻采集和疊加功能,而花費甚少。Bt848的使用與PCI系統(tǒng)總線的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)無關(guān),可以用于各種系統(tǒng)總線的組織結(jié)構(gòu),既可以直接集成在主板上,也可以作成插卡插在PCI總線插槽內(nèi)。
Bt848的主要特點是：與PCI 2.1規(guī)范全兼容,擁有輔助的GPIO數(shù)據(jù)端口和視頻數(shù)據(jù)端口,支持的圖像分辨率高達768×576,支持復(fù)雜的裁剪功能,零等待狀態(tài)的PCI突發(fā)寫操作,支持場/幀屏蔽以減少帶寬,在輸出方面支持
多種YCbCr和RGB像素格式,支持NTSC/SECAM/PAL模擬輸入,可以使用垂直/水平方面的插值
濾波將圖像尺寸縮小到圖標(biāo)大小,具有多個復(fù)合和S視頻輸入,支持奇偶場不同的目的地址,支持奇偶場不同的顏色空 間/縮放因子,支持
225個顏色調(diào)色板的視頻映射,具有用于圖文電視的VBI視頻捕獲功能。這些特點使Bt848適用于PC電視、桌面可視電話、運動視頻捕獲、靜止圖像采集和VBI數(shù)據(jù)服務(wù)等應(yīng)用領(lǐng)域。
Bt848高度集成的結(jié)構(gòu)使其外圍電路極其簡單,也便于在同一塊插卡上增加更多的功能,例如視頻數(shù)據(jù)加密。視頻采集卡的結(jié)構(gòu)如圖3所示。一塊Bt848最多支持4路模擬視頻輸入,其中3路是復(fù)合視頻信號,1路是S視頻信號。4路視頻輸入在Bt848內(nèi)部完成復(fù)用。Bt848通過內(nèi)部的PCI接口直接與PCI總線相連。單片機通過FIFO與Bt848的GPIO端口相連,單片機軟件與主機上的軟件一起實現(xiàn)視頻采集系統(tǒng)的加密�？刂七壿嬁刂艬t848和FIFO的時序,同步PCI總線、Bt848與單片機的操作。
