嵌入式視頻網(wǎng)絡(luò )服務(wù)器的開(kāi)發(fā)及其應用

摘    要：本文詳細介紹了一套嵌入式視頻網(wǎng)絡(luò )服務(wù)器系統:視頻數據壓縮部分由MPEG-X協(xié)議的ASIC芯片完成,嵌入式CPU只負責控制。它采用了壓縮與控制分離的方式，提高了系統的靈活性和整體性?xún)r(jià)比。最后，本文給出了該視頻服務(wù)器在校園親子監控系統中的一個(gè)應用實(shí)例。
關(guān)鍵詞：MPEG-X； RISC CPU； 親子監控系統

引言
近幾年隨著(zhù)嵌入式技術(shù)的蓬勃發(fā)展，出現了基于嵌入式視頻服務(wù)器技術(shù)的遠程網(wǎng)絡(luò )視頻監控設備。嵌入式視頻服務(wù)器的主要工作原理是：模擬視頻信號經(jīng)A/D后，采用MPEG-2或MPEG-4協(xié)議壓縮，然后將壓縮后的視頻數據打包，傳送到網(wǎng)絡(luò )上。用戶(hù)可以直接用瀏覽器或者客戶(hù)端專(zhuān)用軟件觀(guān)看視頻服務(wù)器上的圖像，授權用戶(hù)還可以控制攝像機云臺鏡頭的動(dòng)作或對該嵌入式系統進(jìn)行配置。壓縮部分可以采用專(zhuān)用的硬件芯片或由嵌入式CPU進(jìn)行軟壓縮實(shí)現。如果采用后者，則要求該CPU有較強的運算功能。
嵌入式視頻網(wǎng)絡(luò )服務(wù)器主要可以應用于城域教育網(wǎng)、遠程網(wǎng)上培訓、網(wǎng)絡(luò )電視/電臺、實(shí)時(shí)數字監控、遠程視頻會(huì )議等領(lǐng)域。
 
軟壓縮視頻服務(wù)器
已有的視頻服務(wù)器采用CPU軟壓縮方式(見(jiàn)圖1)。4路模擬視頻數據接入到視頻解碼器上，然后解碼器將數字化后的視頻流數據傳送給CPU——PNX1300， MPEG壓縮協(xié)議存儲在Flash上，PNX1300將視頻數據壓縮后，輸出給以太網(wǎng)控制芯片，然后視頻數據通過(guò)RJ-45端口上傳到以太網(wǎng)上。
PNX1300是Philips公司專(zhuān)為多媒體應用而優(yōu)化設計的高性能低功耗芯片，其內核為32位通用VLIW結構的DSP ?？梢暂^好地實(shí)現音視頻壓縮和解壓縮算法。
但軟壓縮速度比硬壓縮慢，而且要實(shí)現MPEG-X壓縮協(xié)議，工作量非常大。另外，協(xié)議升級代價(jià)也很大。

硬壓縮視頻服務(wù)器
針對軟壓縮視頻服務(wù)器的這些缺點(diǎn)，本文設計開(kāi)發(fā)了采用硬壓縮芯片的視頻服務(wù)器，如圖2所示。
多路視頻數據的采集、A/D及傳輸格式
攝像機的模擬視頻信號輸入到視頻解碼器后，轉換為數字視頻信號。以Philips的SAA7113為例，說(shuō)明視頻解碼器解碼后的數據格式。
SAA7113支持NTSC/PAL/SECAM制式，A/D精度是9位，并行8位輸出。在PAL制式下每一幀模擬視頻信號數字化后的輸出圖像大小是1728