多路图像采集卡编码器的优化



2011-10-26 17:12　作者：九视电子　出处：www.360tsw.com

　　关键词：多路视频采集卡; 编码;视频; DSP;嵌入式

　　随着网络和多媒体技术的快速发展，视频的压缩、分析与传输得到了广泛的应用.体积小、功耗低和环境适应强是当前远程监控、移动流媒体等应用提出的普遍要求，基于 DSP 实现嵌入式的视频编解码器 由于具有开发周期短、可靠性高、处理速度快、便于升级以及体积小、功耗低、适应性强等优点。

　　目前已成为发展趋势，因此研究基于通用 DSP 的视频编码器具有重要意义.当前基于 DSP 实现的编码器通常只能完成一路压缩，而在许多实际应用中，常常需要对多路场景进行实时监控和存储。例如在机载环境监控中需要同时获取发动机、飞行仪表、飞行员和客舱状况的视频信息.使用一片 DSP 实现多路视频采集卡监控，充分利用 DSP 的运算能力，可以降低成本、减少设备的功耗和体积.与单路处理相比，多路编码器需要处理多路视频采集卡的采集和编码等调度问题，以及由于计算量和存储空间增加而带来的处理难题，因此如何在硬件设计和编码器软件实现上进行优化，充分利用 DSP 处理能力强的优点，是基于 DSP实现多路视频采集卡编码器的关键.本文给出了基于 TI 的 TMS320 DM642 DSP(以下简称DM642)为核心，实现四路分辨率为 352 > 288 的 MPEG-4 视频编码器的实现方案.在硬件设计上，充分利用了 DM642 可以接受多路不同格式音视频信号的特点，实现了 DSP 处理与EDMA 传输并行工作，选用双端口 RAM 与其他部件进行高速数据交互，从而构建了控制灵活、处理速度快的视频编码硬件平台.

　　在编码器的软件实现中，根据 DSP 的结构和实时处理需求，对半像素运动估计、量化等关键算法进行了改进，使其更适合在 DSP 上运行，并对资源使用和软件代码进行了全面优化，从而实现了快速、高效的视频编码.多路视频采集卡编码器的系统结构"本文以 DSP 为核心实现的四路 MPEG-4 视频编码器主要由采集、编码和输出三部分构成.

　　采集部分由两个 A/D 和 DM642 的 VP(V deo Port)口组成.A/D 将模拟视频信号转换为数字量，DM642 的 VP 口对输入的数字信号进行格式转换，将采集的 YUV 分离并按照 YUV 分量各自连续存放的格式存放在 SDRAM 中.同时，DSP 通过 ED-MA 完成 4I2I2 到 4I2I0 的视频格式转换，以适应 MPEG 编码器的要求. 采集是并行实现的，即通过 DM642 的 VP 口同时处理四路视频源，将数据存放到对应 VP 口的缓存区.在 SDRAM 中，为每一路视频开辟了可存放三帧图像的三个缓存区，通过中断信号改变缓存区的指针，将 VP 口中的数据通过 EDMA 搬移到缓存区中周期存放.在采集部分，充分使用 DM642 的 VP 口资源和片外的 SDRAM，无须消耗 DSP 的运算资源，提高了系统的整体性能.

　　需要指出的是，本文提出了半像素运动估计、量化策略等改进技术，以及资源利用和程序代码的优化方法，具有较强的通用性. 算法改进技术适用于 JVT、AVS 等其他视频压缩标准，优化方法可用于其他类型 DSP.

　　目前市面上的视频信号采集卡是非常多的，尤其是在高清VGA模拟信号、DVI数字信号、HDMI音视频采集卡中，其价格都比较昂贵，兼容性也不是非常好。针对这一情况，九视电子针对推出了T200E高清VGA模拟信号采集卡，T100E高清DVI数字信号采集卡，T630E高清HDMI音视频采集卡。其可以实现高清信号的采集，并且兼容各种Directshow标准开发的视频软件，其无需二次开发包，可以直接连接进行使用，针对特殊需求，还带有完整的二次开发包SDK，供各种需求的再开发。

　　九视电子系列流媒体采集卡其操作等都是非常方便的。支持所有视频采集、编辑、直播软件。支持标准的DIRECTSHOW进行开发，无需二次开发;根据不同客户的需求，同时提供二次开发SDK，支持一机多卡。画面大小可高质量缩放和切边功能自动检测源的分辨率。和刷新率，且能够自动匹配，对地某些专业设备输出的特殊信号提供多种参数可自定义配置并提供特殊信号源的开发支持，在使用操作上已没有了技术门槛，轻松的置身于“千里之外”的会场。