基于ARM的嵌入式视频监控系统的简要设计方案.

基于ARM 的嵌入式视频监控系统的简要设计方案

一．系统的总体说明,其意义和目的;

此视频监控系统是通过在某些地点安装摄像头等视频采集设备对现场进行拍摄监控，然后通过一定的传输网络将视频采集设备采集到的视频信号传送到指定的监控中心，视屏信号送往基于三星S3C2440芯片作为处理服务器，外接LCD屏做为显示端

二．嵌入式监控系统的组成。

cmos

摄像头

图 1

本嵌入式视频监控系统主要由mini2440、通信链路和多个监控站点(cmos摄像头组成。通讯链路可以使内部使用已经铺设好的局域网线路, 连入企业内部网, 然后可以将其接入Internet, 以便将信号传输给远端分控计算机或授权用户。在实际工作中, 根据实际情况, 在需要的地方安装相应的前端监控设备(彩色或黑白摄像机、固定或活动云台、定焦或变焦和相应的软件系统。

三．视频监控系统的硬件实现。

图1 中的每个监控站点主要由摄像头、网络视频服务器组成, 可配置可变镜头、麦克风、扬声器等外设, 如图2所示。其中网络视频服务器以嵌入式微处理芯片

S3C2240为核心, 由视频采集编码模块、网络功能模块、实时时钟模块、摄像头云台控制模块等组成。

LCD接口

LCD显示屏

CMOS摄像头

3.1 嵌入式微处理器

嵌入式微处理器是硬件部分的核心, CPU 处理器- Samsung S3C2440A，主频400MHz，最高533Mhz SDRAM 内存，在板64M SDRAM，32bit 数据总线

3.2 视频采集压缩模块设计

视频采集压缩模块由视频数据采集和视频数据压缩两部分组成。视频数采集芯片选用Omnivition 公司的彩色数字图像传感器OV7620, 负责采集摄像头发送来的模拟视频数据并进行模数转换, 然后将处理后的数字化视频YUV 数据存入数据缓冲器

1。该芯片支持VGA /QVGA 两种格式的图像, 最高像素达326688, 帧速率可达

30fps, 数据格式包括YCrCb 4:2:2, GRB 4:2:2, RGB Raw Data 三种, 可调节图

像的亮度、对比度、饱和度等,支持CCIR601, CCIR656, ZV port 等数字视频接口, 在功能及图像品质上达到要求。视频数据压缩部分的功能是从数据缓冲存储器1

中读出YUV 格式的视频数据, 进行MPEG4 格式的压缩, 然后通过数据总线将数据

存储到另一个缓冲存储器2 中, 由S3C4510B 进行处理。该压芯片采用美国Vweb

公司生产的VW2010, 这是一种常用的实时视音频压缩/解压缩芯片, 兼容MPEG-

1、2、4, H.263 标准, 具有很高的实用性和性价比, 计算能力强大, 可以以每秒

25 帧或30 帧的采样速度对视频信号进行实时、动态的捕

获和压缩。VW2010 芯片在图像压缩完成后或当数据缓冲存储器半满时, 会产生

中断, 通知系统图像压缩任务己经完成, 或者缓冲区等待取走数据, 以便存储新的数据。

3.3 cmos摄像头

摄像头与实验板上cmos摄像头接口相连。

3.4 实时时钟模块设计

监控系统需要在出现报警或者发生特殊事件时, 记录发生的时间。传统的数据记录方式是定时采样, 没有具体的时间记录, 因此只能记录数据而无法准确记录其出现的时间, 而且需要占用硬件资源, 因此需采用实时时钟RTC(Real Time Clock芯片。RTC 通过电路板上的电池来供电, 而不是通过电源来供电的, 当关掉电源后, RTC 仍然能够继续工作, 以便在断电后仍然能保持时间。可以选择12 小时模式或24 小时模式。

3.4 网络接口模块设计（如果需要）

四．监控系统的软件结构及其实现

4.1 监控服务器端软件系统结构。（视频服务器运行window ce 还是linux）

嵌入式应用软件

1.数据采集。

2.通信协议。

3.文件管理。4播放程序。5.文件传送。

4.2 客户端软件（如果需要）

五.系统中的关键技术介绍;

5.1.视频图像数据的采集。

视频采集压缩模块由视频数据采集和视频数据压缩两部分组成。视频数据采集芯片选用Omnivition 公司的彩色数字图像传感器OV7620, 负责采集摄像机发送来的模拟视频数据并进行模数转换, 然后将处理后的数字化视频YUV 数据存入数据

缓冲器1。该芯片支持VGA /QVGA 两种格式的图像, 最高像素达326688, 帧速率

可达30fps, 数据格式包括YCrCb 4:2:2, GRB 4:2:2, RGB Raw Data 三种, 可调节图像的亮度、对比度、饱和度等,支持CCIR601, CCIR656, ZV port 等数字视频接口, 在功能及图像品质上达到要求。

5.2 视屏图像数据的压缩。

视频数据压缩部分的功能是从数据缓冲存储器1 中读出YUV 格式的视频数据, 进行MPEG4 格式的压缩, 然后通过数据总线将数据存储到另一个缓冲存储器2 中, 由S3C2440 进行处理。该压缩芯片采用美国Vweb 公司生产的VW2010, 这是一种

常用的实时视音频压缩/解压缩芯片, 兼容MPEG- 1、2、4, H.263 标准, 具有很

高的实用性和性价比, 计算能力强大, 可以以每秒25 帧或30 帧的采样速度对视频信号进行实时、动态的捕获和压缩。VW2010 芯片在图像压缩完成后或当数据缓冲存储器半满时, 会产生中断, 通知系统图像压缩任务己经完成, 或者缓冲区等待取走数据, 以便存储新的数据。

5.3 移动目标的识别（算法）。

对复杂背景下的多个移动物体进行目标快速识别与跟踪的复合算法。该算法中采用对连续图像进行差影计算来确定移动目标区域，从而能去除复杂背景干扰，可以明显提高目标识别的速度和准确率。

5.4 视频图像数据的传输。

六．常用软件。

1.ADS编译软件。

2．H-JATG烧录。