基于DM642的視音頻采集器的設計

地理信息系統( GIS)、全球定位系統( GPS)的廣泛應用使人們享受到了基于位置服務(wù)所帶來(lái)的諸多便利。傳統GIS 是以地圖為可視化主要手段， 然而人類(lèi)獲取信息的70%來(lái)自于視覺(jué)， 因此將地理位置信息和視頻信息有機結合可以極好的豐富G IS的內容， 產(chǎn)生許多新的應用。比如微軟的Windows Local Live、影像城市武漢等網(wǎng)站都相繼推出了實(shí)景地圖， 讓人們在網(wǎng)絡(luò )上能直觀(guān)、全面和便捷的了解各個(gè)城市。GPS信息和視頻信息的結合， 還有利于對地理信息系統進(jìn)行3D 建模， 如日本巖根研究所推出的3DV ideoG IS軟件， 通過(guò)陸地上以及空中拍攝的具有定位信息的全景視頻圖像， 可以自動(dòng)生成相應的高逼真的3D 場(chǎng)景模型。

　　為了針對以上這些應用需求， 本文中提出了一種一體化的視頻、音頻和定位信息的數據采集傳輸器。

　　本采集器不僅可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò )直播的方式提供一個(gè)更自然、更真實(shí)、更及時(shí)的地理信息系統環(huán)境， 采集數據能為實(shí)景地圖和3D 場(chǎng)景地圖的構建提供素材， 還可以實(shí)現基于定位信息的視音頻數據的分割和檢索。

　　1 系統整體方案

　　為了實(shí)現采集器的高質(zhì)量定位視音頻壓縮采集、實(shí)時(shí)的定位視音頻傳輸， 以及低功耗以便攜等要求， 系統中采用了T I公司的TMS320DM642作為了采集器的主控芯片。DM642 是TI公司推出的一款專(zhuān)門(mén)面向多媒體應用的TMS320C6000 家族中性能最高的定點(diǎn)DSP， 具有8路并行的運算器、3個(gè)視頻專(zhuān)用和2個(gè)音頻復用接口， 集成10 /100Mbit / s以太網(wǎng)MAC。該芯片具有的這些優(yōu)點(diǎn)非常適合視音頻信息的采集、壓縮和傳輸。

　　圖1為采集器的硬件框圖。GPS定位數據通過(guò)串口由TL16C752B 讀入; 音頻信號由TLV320A IC23B以8 kH z， 16bit量化采樣; 視頻信號通過(guò)TVP5150采集。進(jìn)入DM642 的定位數據一路通過(guò)低碼率的H 264視頻編碼后與G. 723的音頻編碼信號同步合成后， 通過(guò)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )發(fā)送到遠程服務(wù)器， 另一路采用高碼率編碼后存儲到2. 5寸硬盤(pán)。

圖1 采集器硬件框圖

　　2 系統硬件設計

　　2. 1 視頻信號的采集

　　視頻信號的采集如圖2 所示， SCLK 為時(shí)鐘，GPCL為使能信號， Yout為8位BT. 656信號。系統中將DM642的VP0配置為VP0A + McASP模式， 其中VP0A 配置為8位BT. 656視頻輸入， 用來(lái)接一路視頻輸入。TVP5150PBS是一款高性能的視頻編碼器， 它將視頻信號模擬攝像頭輸出的NTSC /PAL模擬信號轉換成數字色差信號( YUV4: 2: 2)， 輸出格式為ITU-R BT. 656。

圖2 視頻采集硬件框圖。

　　2. 2 音頻信號的采集

　　圖3為音頻輸入框圖， BCLK 為位時(shí)鐘， LRC IN和LRCOUT分別為幀同步輸入、輸出， D IN 和DOU分別為音頻輸入、輸出。McASP同時(shí)接入4路音頻輸入和輸出， 系統中將McASP設置為突發(fā)幀同步模式。TLC320A IC23B 為音頻編碼器件， 支持麥克風(fēng)、立體聲輸入和立體聲輸出， 根據G. 723 編碼的要求， 話(huà)筒輸入的電信號通過(guò)TLC320A IC23B進(jìn)行8 K采樣， 16比特量化。TLC320A IC23B 采用DSP模式與M cASP交換數據。