基于DM368的高清视频监控系统设计与实现

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China Computer & Communication2021年第1期基于DM368的高清视频监控系统设计与实现
肖书
(绍兴文理学院元培学院，浙江绍兴312000)
摘要：DM368作为高清数字摄像机智能图像分析处理器，集成了高性能元件，可以组建嵌入式视频监控系统，且接 口丰富、使用便捷。

因此，本文以DM368为基础阐述了高清视频监控系统的设计方法，并进一步分析了高清视频监控系 统的实现路径。

关键词：DM368;高清视频；监控系统
中图分类号：TN948. 6 文献标识码：A文章编号：1003-9767 (2021) 01-116-02
Design and Implementation of HD Video Monitoring System Based on DM368
XIAO Shu
(Shaoxing U niversity Yuanpei College,Shaoxing Zhejiang312000, China)
A b s tra c t:D M368 is a h ig h-d e fin itio n d ig ita l camera in te llige nt image analysis processor,which integrates high-perform ance com ponents,can b u ild an embedded video su rve illan ce system,and has ric h interfaces and convenient use.Therefore,based on D M368, the a rtic le explains the design m ethod of the h ig h-d e fin itio n video su rve illan ce system,and fu rth e r analyzes the im plem entation path o f the h ig h-d e fin itio n video surveillance system.
K e y w o rd s：DM368; HD video;m onitoring system
〇引言
视频监控系统主要利用视频技术对需要设防的区域进行 监视并实时显示现场监控画面的系统，已广泛应用在酒店、停车场、十字路口等区域。

在视频监控技术发展的过程中，人们对网络化、高清化、智能化视频监控系统的关注度不断 提升，因此借助D M368处理器对高清视频监控系统的设计 与实现进行适当分析具有重要的意义。

1基于D M368的高清视频监控系统设计方法
1_1总体方案
在基于D M368的高清视频监控系统中，涵盖了多个前 端网络摄像机、后端P C机、传输数据网络层，涉及视频采 集与传输、主处理器两个模块[1_5]。

1.1.1视频采集及传输方案
图像传感器是视频采集的核心，综合考虑功耗、成本、信噪比等因素，可以选择信噪比低、画面纯洁度高的CCD 图像传感器。

以此为核心，采用逐行扫描的方式构建像素阵 列，配合模数转换器完成信号转换；视频传输则涉及无线网 络传输、有线网络传输两种方式，前者主要利用处理器自带 的太网媒体存储控制器接口与物理层芯片开展信息交互，后者则采用带有无线功能的收发器模块接人系统。

1.1.2主处理器方案
根据图像处理、视频编解码实现方式的差异，高清视频监 控系统包括IS P与视频编码在两个专用芯片上完成、采用FPGA 完成图像视频解码、采用单一数字媒体处理器芯片完成图像擁 解码3种类型。

综合考虑硬件占用面积、成本、开发难度和工作 效率，可以将数字媒体处理器芯片作为主处理器，配合视频编码 器、A R M处理器实现对整个系统中图像拽彌的编码。

1.2硬件平台
高清视频监控系统硬件平台包括外围接口、视频采集及 传输接口、外部存储器等几个模块。

1.2.1外围接口硬件设计
在高清视频监控系统中，以太网接口是远程访问主机端 网络文件系统、内核下载、压缩视频流实时传输的实现载体。

因此，在设计该模块时，可以根据压缩数据上传需求，从物 理层接口、控制器两个方面，进行控制模块及以太网媒体存 储模块、物理层设备管理数据输人输出子模块的设计[61(>]。

在具体设计时，可以利用K S8001L芯片集成数据链路层，构 成完整的网络底层。

作者简介：肖书（1994一)，男，重庆人，本科。

研宄方向：计算机科学与技术。

2021年第1期
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1.2.2视频采集及传输接口设计
考虑到视频采集接口主要用于采集摄像头数据，需要采用 觀解码芯片开展雛转换，同时根据擁解码芯片输出精度合 理配置电压转换器，将麵信号顺利送人图像传感器接口。

随后 与接口电视棚连接，促使高清模拟信号经控制器顺利输出。

考 虑到处理器输出的模拟信号无法对显示器进行驱动，因此可以配 置两片放大器芯片，对高清模拟信号进行放大处理后输出。

1.2.3外部存储器模块
根据处理器内部自带的异步外围存储器接口需求，可以 综合考虑存储容量、写人速度、擦除速度、操作便捷度、成本 等因素，选择恰当类型的异步存储器。

系统可以选择2 G B的 A N D F L A S H芯片，与满足L in u x系统运行需求的存储控制器 接口相连，以满足视频图像数据缓存、格式转换中间缓存需求。

2基于D M368的高清视频监控系统实现路径
2.1搭建交叉编译环境
在高清视频监控系统设计完毕后，除了经虚拟机在PC 端安装操作系统外，还需要利用S E E D仿真器，配合M onta Vista Pro V5.0 Tool c h a in开发工具链，达到主机、目标板交叉 开发的目的。

同时，为了保证应用程序效果，可以利用针对 特定目标板的交叉编译工具链，将编译后结果下载至目标开 发板内开发出可在处理器中运行的可执行代码。

鉴于处理器 上运行的目标可执行文件与计算机端软件配置编译指令体系 存在差异，可以构建交叉编译环境，为跨平台编译提供支持。

需要注意的是，在构建交叉编译环境的过程中，处理器内部 静态存储空间大小、运算能力均会限制本机编译任务的实现，因此应采用处理器配套开发工具，运行b in文件并在安装路径 下生成，利用解压命令符对文件解压。

同时，在系统环境变量 内加人编译器调用路径，并使用更新命令符对环境变量进行更 新，为编译器在奴环境路径中实现运行提供支持。

2.2图像传感器驱动实现
在现有操作系统中，全部设备均以文件形式存在。

根据 设备类型的差异，其所对应的驱动程序、总线也具有一定的差 异。

在驱动运行阶段，系统内核均需要依据设备地址查阅与之 对应存在的驱动程序并将其挂接在总线适当位置，促使应用程 序可以类似普通文件操作的形式，经过驱动程序加载、注册初 始化、调用服务函数、程序卸载等几个环节，对硬件设备进行 操作。

在上述过程中，图像传感器是核心单元，需要利用I2C 总线应用程序接口函数进行配置、数据发送及接收，整体过程 包括地址检测、传感器开启与闭合、分辨率设计、帧率设置等 几个部分，即开始^打开图像传感器一>检测图像传感器地址^ 确定地址是否匹配—否（输出）/是（配置分辨率、时钟、帧 率并输出视频信号）。

其中’分辨率配置需要根据图像数据逐 行扫描需求，面向整个图像传感器阵列，由寄存器控制具有一 定效力的每行像素点所涵盖的像素个数，并确定成像窗的宽 度。

一般输出分辨率默认从左上角的像素点开始将计算所得的 数值全部存人内部寄存器；时钟配置特指像素时钟，是从像素阵列采集像素数据所需的时间，可由处理器中定时器输出时钟 信号作为外部时钟输入，随后利用内部电路生成像素时钟。

2.3服务器平台运行实现
服务器平台是高清视频监控系统运行的前提，前期编译的 可执行应用程序需要多次下载至处理器内调试。

为避免调节阶 段反复烧写操作对调试过程的影响，可以采用普通文件传输协 议启动内核服务模式，经网络文件系统服务加载的方式，开展 内核的调试、运行开发。

其中，普通文件传输协议是一个基于 用户数据报协议的客户机-服务器的简单文件传输协议，可满 足嵌入式系统文件传输要求。

在服务平台具体搭建阶段，可以 使用命令符安装服务器，安装完毕后于在系统根目录下建立文 件夹作为服务器根目录。

同时，修改文件权限（赋予最大权限），使用命令重新启动服务器；网络文件系统则是经过网络，将远 距离计算机文件夹挂载至本地操作系统内的工具，本地计算器 可以利用类似于本地文件访问的方式进入网络文件系统，以实 现文件共享目标。

整个过程的便捷度较大’仅需要将前期编译 完毕的应用程序拷贝至目录下并重启服务器，包括程序开发、启动参数设置、操作系统内核、文件系统几个环节。

3结语
综上所述，在新一代信息技术发展进程中，人们对视频监 控系统的清晰程度提出了更高的要求，而基于H.264编码标准 的D M368支持标清/高清视频编码，可以在保证编码效率的同 时，提高视频图像清晰度。

因此，可以结合视频监控清晰度要 求，依托D M368平台从数据采集、编码、实时传输过程人手，搭建嵌人式视频监控框架，并开发系统引导程序Boot loader,
保障擁监控系统高清晰度视频的实时采集、传输、臟、应用。

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