嵌入式視頻網絡服務器的開發及其應用
摘 要:本文詳細介紹了一套嵌入式視頻網絡服務器系統:視頻數據壓縮部分由MPEG-X協議的ASIC芯片完成,嵌入式CPU只負責控制。它采用了壓縮與控制分離的方式,提高了系統的靈活性和整體性價比。最后,本文給出了該視頻服務器在校園親子監控系統中的一個應用實例。
關鍵詞:MPEG-X; RISC CPU; 親子監控系統
引言
近幾年隨著嵌入式技術的蓬勃發展,出現了基于嵌入式視頻服務器技術的遠程網絡視頻監控設備。嵌入式視頻服務器的主要工作原理是:模擬視頻信號經A/D后,采用MPEG-2或MPEG-4協議壓縮,然后將壓縮后的視頻數據打包,傳送到網絡上。用戶可以直接用瀏覽器或者客戶端專用軟件觀看視頻服務器上的圖像,授權用戶還可以控制攝像機云臺鏡頭的動作或對該嵌入式系統進行配置。壓縮部分可以采用專用的硬件芯片或由嵌入式CPU進行軟壓縮實現。如果采用后者,則要求該CPU有較強的運算功能。
嵌入式視頻網絡服務器主要可以應用于城域教育網、遠程網上培訓、網絡電視/電臺、實時數字監控、遠程視頻會議等領域。
軟壓縮視頻服務器
已有的視頻服務器采用CPU軟壓縮方式(見圖1)。4路模擬視頻數據接入到視頻解碼器上,然后解碼器將數字化后的視頻流數據傳送給CPU——PNX1300, MPEG壓縮協議存儲在Flash上,PNX1300將視頻數據壓縮后,輸出給以太網控制芯片,然后視頻數據通過RJ-45端口上傳到以太網上。
PNX1300是Philips公司專為多媒體應用而優化設計的高性能低功耗芯片,其內核為32位通用VLIW結構的DSP 。可以較好地實現音視頻壓縮和解壓縮算法。
但軟壓縮速度比硬壓縮慢,而且要實現MPEG-X壓縮協議,工作量非常大。另外,協議升級代價也很大。
硬壓縮視頻服務器
針對軟壓縮視頻服務器的這些缺點,本文設計開發了采用硬壓縮芯片的視頻服務器,如圖2所示。
多路視頻數據的采集、A/D及傳輸格式
攝像機的模擬視頻信號輸入到視頻解碼器后,轉換為數字視頻信號。以Philips的SAA7113為例,說明視頻解碼器解碼后的數據格式。
SAA7113支持NTSC/PAL/SECAM制式,A/D精度是9位,并行8位輸出。在PAL制式下每一幀模擬視頻信號數字化后的輸出圖像大小是1728
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