基于PC的網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)在20世紀(jì)90年代末得到迅速發(fā)展，目前仍然是視頻監(jiān)控系統(tǒng)的主流，但這種系統(tǒng)有穩(wěn)定性不夠好、功耗高、軟件開放性較差的缺點(diǎn)。隨著嵌入式系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用，出現(xiàn)了基于嵌入式的網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)，它結(jié)合多媒體技術(shù)、圖像處理技術(shù)、嵌入式操作系統(tǒng)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，使視頻監(jiān)控技術(shù)發(fā)展到一個(gè)新階段。當(dāng)前，這種嵌入式視頻監(jiān)控系統(tǒng)正以其體積小、功耗低、成本低、穩(wěn)定性高、操作簡(jiǎn)單、軟件開放性好等優(yōu)點(diǎn)獲得越來越多的應(yīng)用。

2 嵌入式視頻監(jiān)控系統(tǒng)總體構(gòu)架

本系統(tǒng)由視頻監(jiān)控終端和監(jiān)視控制中心系統(tǒng)兩部分組成，如圖1所示。其中視頻監(jiān)控終端由運(yùn)行著視頻監(jiān)控軟件的嵌入式操作系統(tǒng)和攝像機(jī)構(gòu)成。攝像機(jī)采集視頻，采用H.263編碼，進(jìn)行軟件壓縮后，采用H.263編碼，利用IP網(wǎng)傳送給監(jiān)控中心，接收監(jiān)控中心的控制命令，改變監(jiān)視圖像的分辨率和幀率等參數(shù)。監(jiān)控中心一般由一臺(tái)運(yùn)行監(jiān)控中心軟件的計(jì)算機(jī)承擔(dān)，接收來自遠(yuǎn)程監(jiān)控終端的壓縮視頻流，對(duì)其進(jìn)行解碼，利用顯示模塊顯示監(jiān)視畫面，同時(shí)將壓縮視頻流存儲(chǔ)。

3 傳統(tǒng)嵌入式視頻監(jiān)控終端方案介紹

一般的嵌入式系統(tǒng)多用單ARM核的芯片作為中央處理器。ARM采用RISC指令集，它適合處理控制代碼，而不適合語音處理、視頻編解碼等實(shí)時(shí)數(shù)字信號(hào)處理。在網(wǎng)絡(luò)監(jiān)視終端中不但有復(fù)雜的控制代碼，還有相當(dāng)頻繁的視頻編碼任務(wù)，單ARM核的嵌入式系統(tǒng)很難勝任視頻監(jiān)控終端的全部工作，用這種系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的視頻監(jiān)控終端由于ARM核本身數(shù)字運(yùn)算能力的限制，會(huì)造成視頻編碼幀率很低，不能滿足人眼對(duì)監(jiān)視視頻流暢度的需求。DSP是專門為數(shù)字信號(hào)處理設(shè)計(jì)的芯片，它具備語音、視頻應(yīng)用所需要的實(shí)時(shí)信號(hào)處理功能。如果利用ARM和DSP各自的優(yōu)勢(shì)將視頻監(jiān)控終端的任務(wù)合理分配給兩個(gè)核來完成，將會(huì)大大提高整個(gè)系統(tǒng)的性能。視頻監(jiān)控終端的軟件系統(tǒng)框圖如圖2所示。

4 基于OMAP5912的改進(jìn)方案設(shè)計(jì)

OMAP5912是TI公司開發(fā)的ARM+DSP雙核架構(gòu)的處理器。它集成了高功效的TMS320C55x數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)和高性能ARM9 RISC微處理器。因此，OMAP5912可提供視頻壓縮編碼所需要的算術(shù)運(yùn)算集中的處理能力，同時(shí)還可提供系統(tǒng)層操作所需要的通用性能。DSP和ARM通過一套共享式存儲(chǔ)器架構(gòu)，利用TI提供的DSP／BIOS Bridge的API，可方便地把需要大量運(yùn)算的功能交給DSP組件，以異步方式執(zhí)行，且不占用ARM處理器的核心資源。對(duì)于基于OMAP的開發(fā)，軟件開發(fā)者可利用TI獨(dú)特的DSP／BIOS Bridge快速地完成整個(gè)系統(tǒng)的程序開發(fā)，并不必分別替兩顆處理器書寫程序，也不必在較困難的DSP程序語言環(huán)境下工作。

根據(jù)嵌入式視頻監(jiān)控終端所要執(zhí)行的任務(wù)，可將視頻采集模塊、網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊、界面控制模塊和操作系統(tǒng)交由ARM執(zhí)行，而把視頻編碼模塊交由DSP單獨(dú)完成。ARM通過DSP／BIOS Bridge提供的應(yīng)用程序接口控制DSP中視頻編碼任務(wù)的執(zhí)行，并與DSP交換任務(wù)運(yùn)行結(jié)果和狀態(tài)信息。在本系統(tǒng)中視頻編碼部分程序，可通過標(biāo)準(zhǔn)的多媒體應(yīng)用編程接口(MM API)，使用多媒體引擎，對(duì)相關(guān)的DSP任務(wù)通過DSP API接口用DSP／BIOS Bridge來完成；最后由DSP／BIOS Bridge對(duì)數(shù)據(jù)、I／O流和DSP任務(wù)控制進(jìn)行協(xié)調(diào)。改進(jìn)的視頻監(jiān)控終端軟件系統(tǒng)如圖3所示。