基于达芬奇技术的视频采集系统设计

DSP主控板
TMS320DM6437
嵌入式操作系统
DSP/BIOS
上位机测试环境
操作系统
Windows XP SP3
调试软件
CCS3.3
测试软件
上位机软件
2、测试用设备：
3、测试项目安排：
硬件电路测试
• 电压 • 视频信号
系统功能测试
• 界面显示
系统性能测试
• 编码性能 • 系统集成
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硬件电路测试
92.17
9668
9.67
103.4
9356
9.36
106.8
10430
10.43
95.9
10684
10.68
93.6
9967
9.97
100.3
测试结果：实际值：每秒编码100帧 原因
理论值：每秒编码168帧
• 软件优化 • 硬件资源竞争(DDR、DMA)
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系统集成性能测试
测试方法：上位机软件统计每秒钟接收到的帧数以及数据量
研究意义：
设计多个摄像头搭配一套视 频监控设备的多路监控系统。 1.代替人眼，保障建筑工地 的安全。 2.节约成本，提高监控效率。
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2
系统总体方案设计
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需求分析
功能需求
➢完成4路视频实时采集 ➢降低数据处理量 ➢添加网络功能 ➢添加编码压缩算法，降低网络传输带宽 ➢视频图像确保完整与清晰
基于达芬奇技术的视频采集系统设计
论文主要内容
01
研究背景及选题意义
02
系统总体方案设计
03
系统硬件设计
04
系统软件设计
05
测试分析及工作总结
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1
研究背景及选题意义
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背景和意义
研究背景：
1.建筑工地安全事故频发，特 别需要安装视频监控系统。 2.但目前成熟产品少，且多数 采用一个摄像头搭配一套视频 监控设备的方案，成本较高。
配置编码文件
分配输出缓存空间
打开编码引擎
配置编码输入视频图 像参数vdecParams
创建视频编码算法实例 配置编码输出视频图 像参数encDynParams
对相应通道的视 频图像进行编码
编码输出到 共享缓存区
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网络传输模块
驱动配置
NDK文件配置
NDK初始化
创建网络系 统参数
添加网络系 统参数
配置 系 内存空间
注册设备驱动
工具 统 层
分配任务
同步管理
DM6437寄存器配置
底 TVP5158寄存器配置
层
VPFE驱动配置
以太网驱动配置
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视频采集模块
开始
线程间通信
系统初始化
FVID_create
FVID_control
i=0
FVID_alloc
FVID_queue
i++
NO i==3?
激活
SEM_pend
挂起
2.全局变量数组：
Code_count[i]
➢1 可写不可读 ➢0 可读不可写
采集线程 编码线程 网络传输线程
调用FVID_exchange()函数 采集一个超级帧并解析
Code1_count[i]是 SEM_post 是否等于1
否
视频压缩 SEM_pend Code1_count[i]=1
自定义网络 程序实现
网络传输函数实现
NetworkOpen() NetworkClose() NetworkIPAddr()
UDP网络编程
socket()
bind()
sendto()
上位机
共享缓存区
添加头信息
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5=
5
测试分析及工作总结
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测试安排说明
1、测试系统环境：
目标机测试环境
DVO_B[0:7]
54MHz OCLK_P
VPFE_CI[0:7] PCLK
I2C
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4
系统软件设计
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系统软件架构设计
应用程序 DSP/BIOS操作系统
设备驱动 底层硬件
多路解析
视频采集线程
应
DMA传输
用 视频编码线程
CODEC ENGINE H.264编码
层
网络传输线程
NDK网络 开发工具
25Mhz 网络传输模块
MII
DM9161A
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电源电路设计
电3.3压V上电电压顺序：1.2V>1.8V>3.3V
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视频采集模块硬件设计
4路视频 输入
TVP5158
DM6437
VIN_1
4CH
Half_D1
DVO_A[0:7]
VPFE_YI[0:7]
VIN_2 VIN_3 VIN_4
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编码性能测试
测试方法：CCS软件统计编码时间
测试序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
编码1000帧耗时(ms) 平均编码1帧耗时(ms) 每秒编码帧数
10843
10.84
92.3
10177
10.18
98.2
9634
9.63
103.8
11342
11.34
88.18
10853
10.85
27Mhz
Βιβλιοθήκη Baidu
4
路
模
拟
视频采集模块
视
TVP5158
频
信
号
外围接口 VPFE 核心主控模块
EMAC
I2C TMS320DM6437 存储器接口
DDR2*2 NOR Flash （256MB） （4MB）
DSP Memory
5V TPS54310 3.3V TPS62040 1.1V
POWER
1.2V 1.8V
电源电路测试
视频信号测试
测试点 DM6437 DM6437 DM6437 TVP5158
标准值 3.3V 1.8V 1.2V 1.1V
测量值 3.32V 1.86V 1.23V 1.07V
(a) 模拟视频输入信号 (b) A/D转换视频输出信号
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系统功能测试
(a) 上位机四通道显示界面
(b) 上位机单通道显示界面
Transfer1_coun 是 SEM_post t[i]是否等于1
否
网络传输数据 SEM_pend Transfer1_count[i]=1
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视频编码模块
CODEC ENGINE 编码引擎
核心引 擎APIs
VISA APIs
H.264
获取某一通道共享缓 存区中的一帧图像
创建H.264编 码任务线程
性能需求
• 实时性：达到25帧/秒的帧率 • 传输带宽：视频率不超过2Mbps
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系统总体方案设计
监控中心 网络
监控设备
➢视频采集 ➢视频编码 ➢网络传输
摄像头1
摄像头2
摄像头3
摄像头4
工地1
工地2
工地3
工地4
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主控方案对比论证
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3
3
系统硬件设计
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硬件平台设计
复位电路 27Mhz JTAG EMIF
YES
While(1)
FVID模型
超级帧解析
FVID_exchange获 取一个超级帧
否 是否行
是
消隐
通道ID是 否 否有效
是
获取通道ID、行ID
memcpy()整行搬 移到预设缓存区
偏移到下一行
否
是否是最 后一行
是
启动DMA
DMA传输
传输到共享 缓存区
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线程同步
1.旗语管理模块：
SEM_post