利用FPGA實(shí)現視頻監控系統的視頻處理

視頻監控系統在火車(chē)站、機場(chǎng)、銀行、娛樂(lè )場(chǎng)、商場(chǎng)甚至家庭的安保方面都是一種關(guān)鍵設備。隨著(zhù)安全風(fēng)險的日益增大，在各種應用場(chǎng)合對已發(fā)事件進(jìn)行視頻監控和記錄的需求都在逐步上升，這就要求視頻監控系統的新結構必須具備可擴展性，以便為日益多樣化的視頻監控需求提供高性?xún)r(jià)比的解決方案。

在視頻監控系統結構所面臨的眾多挑戰中，上市時(shí)間壓力、CODEC新標準的出臺和需求范圍的不斷擴大(包括高級目標檢測、運動(dòng)檢測、目標跟蹤和目標跟蹤功能)還只是其中的一小部分。要應對這些挑戰，視頻監控系統的實(shí)現就必須能根據不同性能要求而進(jìn)行相應調整。

Xilinx的FPGA產(chǎn)品是各種視頻監控系統理想的解決方案，不論它是低端系統還是高端系統，是獨立系統還是PC擴展卡系統。

視頻監控與DVR系統

高級數字視頻壓縮技術(shù)在視頻監控系統的數字錄像機(DVR)中正得到快速普及。隨著(zhù)大多數DVR制造商從MPEG4轉為采用H.264高清(HD)CODEC，對提高分辨率和壓縮率的要求也變得更急切。專(zhuān)用標準產(chǎn)品(ASSP)比較適合量大的應用，但缺乏靈活性，而且開(kāi)發(fā)時(shí)間過(guò)長(cháng)，成本也高。大多數高級數字媒體處理器連實(shí)現H.264HD解碼都比較困難，何況H.264HD編碼比解碼還復雜得多。因此，要滿(mǎn)足H.264HD的性能要求，最佳方案就是采用一塊FPGA加一塊外部DSP或數字媒體處理器。

采用低成本的Xilinx FPGA產(chǎn)品還能進(jìn)一步提供運動(dòng)檢測、視頻量化、色域轉換(color-spaceconversion)、硬盤(pán)接口、DDR2存儲器接口等功能，以及將兩個(gè)27MHz的ITU-RBT656數據流通過(guò)時(shí)分復用合為一路54MHz的數據流，同時(shí)為DSP處理器提供視頻加速。將兩個(gè)ITU-RBT656數據流復用為一個(gè)之后，系統只需單通道的視頻端口就能獨立傳送整個(gè)雙通道的視頻數據。這種實(shí)現方式在連接只有一個(gè)ITU-RBT656視頻輸入端口的數字媒體處理器時(shí)非常實(shí)用。圖1所示就是上述推薦系統的結構框圖。

圖1：利用FPGA和數字媒體處理器搭建的視頻監控系統