基于VxWorks的視頻采集系統的設計

　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，視頻數據是其中不可缺少的重要組成部分，而視頻數據的獲取離不開(kāi)視頻采集系統。   
目前，視頻采集系統的應用極為廣泛，許多產(chǎn)品和設施，例如遠程監控、可視電話(huà)、會(huì )議電視等等，都需要采集視頻信息。而且，隨著(zhù)PC機的普及，人們可以直接利用PC機進(jìn)行視頻采集，采集到的視頻數據經(jīng)過(guò)處理后保存在本地或者發(fā)送到遠方。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的復雜度和價(jià)格。 

　　我們設計的視頻采集系統是基于Intel x86平臺和實(shí)時(shí)操作系統VxWorks，由視頻采集卡和驅動(dòng)程序兩部分組成，如圖1所示。視頻采集卡完成視頻數據采集和格式轉換，驅動(dòng)程序在系統啟動(dòng)時(shí)對硬件進(jìn)行初始化，在系統啟動(dòng)之后實(shí)現硬件和應用軟件之間的數據交互?？紤]到視頻的數據量極大，視頻采集卡通過(guò)PCI高速總線(xiàn)與計算機相連。  

 

　　2 視頻采集卡的設計

　　為了將由攝像頭輸入的模擬視頻轉換為計算機能夠接受和處理的數字視頻，需要經(jīng)過(guò)模數轉換、同步提取、亮色分離等多個(gè)步驟。而為了將數字視頻傳送到PC機的內存中，還需要一定數量的FIFO、總線(xiàn)接口和相應的控制邏輯。這原本是一個(gè)比較復雜的過(guò)程，但是隨著(zhù)半導體技術(shù)的發(fā)展，各半導體生產(chǎn)廠(chǎng)家通過(guò)不斷創(chuàng )新和改進(jìn)，目前已經(jīng)能夠在單個(gè)芯片上實(shí)現所有這些功能。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(xiàn)上進(jìn)行NTSC/PAL/SECAM視頻捕獲的應用來(lái)說(shuō)，Bt848是一種完整的低價(jià)格解決方案。作為一種總線(xiàn)主控設備，Bt848不需要任何本地緩存來(lái)存儲視頻像素數據，這樣就極大地降低了硬件價(jià)格。Bt848能夠充分利用基于PCI總線(xiàn)的系統的高帶寬和固有的多媒體功能，并且能夠與其他多媒體設備實(shí)現互操作，這樣就能夠以模塊的方式在系統中添加視頻采集和疊加功能，而花費甚少。Bt848的使用與PCI系統總線(xiàn)的拓撲結構無(wú)關(guān)，可以用于各種系統總線(xiàn)的組織結構，既可以直接集成在主板上，也可以作成插卡插在PCI總線(xiàn)插槽內。

　　Bt848的主要特點(diǎn)是：與PCI 2.1規范全兼容，擁有輔助的GPIO數據端口和視頻數據端口，支持的圖像分辨率高達768