視頻監控系統中多畫(huà)面處理器的設計

近年來(lái)，隨著(zhù)視頻監控系統在各個(gè)領(lǐng)域的廣泛應用，作為視頻監近系統組成之一的多畫(huà)面處理器的應用也愈來(lái)愈普遍。如使用一臺九畫(huà)面處理器，則可在一臺監視器上同時(shí)監控9個(gè)目標，只需使用一臺錄像機便可對9路視頻信號同時(shí)實(shí)時(shí)錄像。目前多畫(huà)面處理器有黑白/彩色四、九、十六畫(huà)面處理器等6種類(lèi)型。一般說(shuō)來(lái)，多畫(huà)面處理器除了有畫(huà)面分割功能外，還須有視頻信號切換及報警功能。視頻信號功換功能是指多畫(huà)面處理器有一路視頻輸出是輸入視頻信號或畫(huà)面分割信號的順序切換，且切換時(shí)間可調；報警功能是指多畫(huà)面處理器能輸入、輸出報警信號，報警時(shí)相應的畫(huà)面上疊加有報警信息，并將報警信息存儲起來(lái)以便日后查閱。設計多畫(huà)面處理器可使用專(zhuān)用DSP芯片，這樣雖然滿(mǎn)足了速度要求，但開(kāi)發(fā)周期較長(cháng)，產(chǎn)品的調試、修改及升級比較困難，成本較高。由于FPGA（即現場(chǎng)可編程門(mén)陣列）器件具有集成度高、體積小、功耗低、設計靈活且價(jià)格較低，有快速高效的開(kāi)發(fā)平臺，可加快開(kāi)發(fā)周期等優(yōu)勢，因此目前多畫(huà)面處理器的設計基本上采用FPGA作為其中的視頻信號處理器件。由于FPGA的功能由其內部的編程數據確定，編程數據的裝載方法之一是上電后由單片機實(shí)現，因此多畫(huà)面處理器含有單片機。一方面利用單片機在上電后將FPGA所需的編程數據寫(xiě)入FPGA中，另一方面視頻信號的切換、字符疊加及報警信息的處理也由單片機來(lái)完成。下面具體介紹基于FPGA器件和單片機的黑白四畫(huà)面處理器的設計方法。

1 黑白四畫(huà)面處理器的組成及主要功能

1.1 黑白四畫(huà)面處理器的組成

黑白四畫(huà)面處理器的方框圖如圖1所示。由圖1可知，該多畫(huà)面處理器以FPGA器件和單片機為核心，外加A/D、D/A、幀存儲器、串行存儲器、串行時(shí)鐘和字符疊加等輔助芯片組成。

1.2黑白四畫(huà)面處理器的主要功能

該四畫(huà)面處理器主要功能如下：

?視頻格式為CCIR模式，即視頻信號的場(chǎng)頻為50Hz；

?雙工操作（在錄像的同時(shí)可進(jìn)行回放），菜單設定；

?全屏顯示時(shí)象素為1024×512,256個(gè)灰度等級；

?4路CVBS輸入及1路錄像輸入；

?1路全畫(huà)面與四分割切換輸出，1路錄像輸出（固定四分割）；

?切換時(shí)間可調，范圍為1～255s。

?畫(huà)面上可疊加時(shí)間日期，且位置可調整；

?有報警輸入輸出功能，報警復位時(shí)間的可調范圍為1～300s；

?有視頻信號丟失報警功能，報警時(shí)對應的畫(huà)面上有文字顯示。