基于达芬奇技术的数字视频系统设计与实现
基于达芬奇技术的数字视频系统设计与实现
张 琦1，2，苏宛新1
（1．中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所， 吉林 长春 130033；
2．中国科学院 研究生院， 北京 100039）
摘要：达芬奇技术是业界第一款集成了DSP 处理器、软件、工具以及技术支持的综合型解
决方案系列，非常适用于开发各种优化的数字视频终端设备。本文介绍了一种基于达芬奇技
术的数字视频系统设计方案。详细阐述了该系统的总体架构、视频部分功能、电源设计和软
件实现。
关键词：达芬奇技术；TMS320DM6446；数字视频；TVP5146
中图分类号：TP368.1 文献标识码：A
Design and Implementation of Digital Video System Base on DaVinciTM
ZHANG Qi1,2, SU Wan-xin1
(1. Changchun Institute of Optics , Fine Mechanics and Physics ,
Chinese Academy of Sciences , Changchun 130033 , China;
2. Graduate School of the Chinese Academy of Sciences , Beijing 100039 , China )
Abstract: DaVinci technology is the first integrated portfolio of DSP-based processors, software,
tools, and support for developing a broad spectrum of optimized digital video end equipments. In
this paper, an designed scheme of digital video system was introduced base on DaVinciTM. And
the framework,digital video functions,design of power and software implementation is detailedly
expatiated.
Key words: DaVinci technology; TMS320DM6446; digital video; TVP5146
引 言
在数字视频创新已经成为数字信息产业热点的今天，数字视频系统的设计方法不断提
高，数字视频系统的复杂度已经远远超过以往任何时候。达芬奇技术成功实现数字视频需要
四大要素的最新进步，即：处理器、开发工具、软件以及系统专业技术。由于能够在集成这
四种要素的平台中实现数字视频、音频、语音与话音技术，因此达芬奇技术可以为数字视频
的当前变革打下基础。
本设计是在一块60*60mm的PCB板上来完成视频的采集、处理与显示。由摄像头采集的
视频图像经由解码器转换成达芬奇处理器能够处理的格式，在Codec Engine中实现H.264、
MPEG-4编解码，在LCD液晶屏上最高能达到1280*720分辨率下30fps(帧/每秒)流畅显示。这
样的数字视频系统能达到尺寸小，功能强，设计灵活，实用性广的优点。
1．系统的总体架构及工作原理
1.1 TMS320DM6446器件总揽
达芬奇处理器TMS320DM6446是基于业界最高性能的DSP平台—TI TMS320C6000™由ARM926EJ-S内核、TMS320C64x+ DSP内核、系统控制、视频处理子系统(VPSS)、电源管
理、外部存储器接口、外围控制模块等功能模块组成。
TMS320DM6446中的ARM926EJ-S内核具有16KB 指令和8KB数据Cache及16KB
ROM和16KB RAM。TMS320C64x+ DSP 内核具有32KB L1程序R A M / C a c h e 、8 0 K
B L1数据R A M /Cache 及64KB L2 RAM/Cache。具有DDR2内存控制器；64通道增强型
DMA 控制器；串行端口(3个UART、I2C、SPI、音频串口);3个64位通用定时器；10/100M
以太网；USB2.0 端口；3个PWM端口；多达71个通用I/O口；支持MMC/SD/CF卡等。
系统控制模块提供了看门狗、中断控制器、电源管理控制器、复位控制器及2个片上振荡器。
视频处理子系统(VPSS)有用于视频输入的视频前端输入(VPFF)接口由CCD控制器(CCDC)，
预处理器、柱状模块、自动曝光/白平衡/聚焦模块(H3A)和寄存器组成；和用于视频输出的
视频后端输出(VPBE)接口由屏幕菜单式调节器(OSD)、视频编码器(VENC)和四路10bit
DACs组成。
1.2系统的硬件组成及工作原理
整个数字视频系统采用的是由达芬奇处理器（TMS320DM6446）、DDR2 SDRAM、NAND
FLASH、视频解码器TVP5146、电源管理芯片TPS65023，LTC3412加上外围接口芯片的方案。
视频解码器把CCD摄像头传过来的模拟视频信号进行模/数转换，变成符合ITU-BT.656标准
的数字视频信号，然后将数字视频信号传到达芬奇处理器的视频处理子系统的前端进行预处
理经过Codec Engine编解码后送到视频处理子系统的后端，直接输出数字视频信号到显示终
端上或是通过四路54MHz的DACs来提供NTSC/PAL制式的模拟视频输出。DM6446上的
ARM端主要做为控制器来控制视频解码芯片和外围接口芯片，DSP端主要负责视频编解码
工作。系统硬件框图如图1所示
图1 系统硬件框图 2．视频部分的硬件结构及其分析
2.1视频采集与解码
本设计选用TI公司的视频解码芯片TVP5146完成从模拟到数字视频的转换。TVP5146允
许10路模拟视频输入,具有4路10bit A/D 转换器;场同步信号VS,行同步信号HS,奇偶场信号
FID,时钟输出信号DATACLK等都由引脚直接引出,省去同步时钟电路的设计。
TVP5146上的Y[9：2]为输出的亮度视频信号，DATACLK为行锁定系统的输出时钟，像
素时钟频率为27MHz，用来同步数据采集，HS为行同步信号，VS为场同步信号分别与达芬奇处理器DM6446视频端口对应的信号相连接。HS的高电平表示一行有效采样点个数，VS
的高电平表示一场有效信号，对于NTSC制信号，单场为243行，奇偶场信号FID为"1"时，表
示当前为奇数场，为"0"表示偶数场。视频解码芯片与DM6446的接口电路如图2所示。
图2 视频前端模块接口 2.2图像处理与显示
实时图像处理系统设计的难点是如何在有限的时间内完成大量图像数据的处理。只有图
像处理系统的处理速度达到每秒25帧以上时才能达到实时的效果并且要想在显示终端上显
示出高清晰的图像最重要的就是在Codec Engine中的视频编解码运算。而达芬奇处理器能通
过多种复杂的视频编解码来实现高清视频输出，如MPEG-4编解码能显示30fps分辨率为
720p(1280*720)；H.264编解码能显示30fps分辨率为D1(720*480)等。TMS320DM6446处理器
视频处理子系统中的视频后端提供的在线视频显示处理器既能够显示两组独立的视频窗口
或两组独立的OSD窗口，还可以以一个视频窗口、一个OSD窗口和一个属性窗口的形式显示。
视频编码器完成图像数据编码后可以通过内部的LCD控制器直接输出数字视频信号到液晶
显示器上也可以通过四路54MHz的DACs进行D/A转换，来提供NTSC/PAL、S-video等格式
的视频或音频输出。
3．电源设计
本设计采用的是TI最新的基于达芬奇技术的TMS320DM644x DSP的电源管理芯片
TPS65023在高达1.5A的最宽负载电流范围内可实现高性能的数控功能与效率最大化。
TPS65023集成了三个降压转换器以支持系统的内核电压、外设、I/O 以及存储器电压，还
集成了两个可由外部输入引脚启动的通用200mA 线性低压降 (LDO) 稳压器。每个LDO的
输入电压范围都在2.5 V至6.5 V之间，因此既可通过其中一个集成降压转换器供电，也能
直接通过电池供电。
在本设计中TPS65023的VDCDC1管脚输出1.2V电压用于DM6446的内核供电，
VDCDC2管脚输出1.8V电压用于DM6446的存储器接口供电，VDCDC3管脚输出3.3V电
压用于DM6446的外设接口供电。由于TPS65023只提供1A/1.8V电压不够供应两片DDR2
SDRAM，故还需一个输出1.8V的电源管理芯片来为DDR2 供电，此系统选用的是
LTC3412A输出电流3A。这样用两个电源管理芯片就能满足系统供电。TPS65023与达芬奇
DM6446的接口电路如图3所示。
图3 TPS65023与DM6446的接口电路 4．软件实现
达芬奇软件架构涵盖低级的OS驱动程序乃至应用API。在达芬奇软件平台中可以细分
为多任务的CODEC，即视频(Video)、影像(Image)、语音(Speech)、音频(Audio),统称VISA。
另外还包含具有多媒体框架组件的CODEC引擎远程服务器。由此构成的信号处理层(SPL)
一方面通过VISA API接口与应用层(APL)连接，另一方面则通过DSP/BIOS与底层内核沟通。
APL包含客户增值差异化设计软件模块，并通过Linux API沟通底层内核的许多外围接口驱
动。
eXpressDSP配置工具的使用使得配置一个CODEC的过程极其简单，下面就是一个完
整的应用程序开发步骤：
第一步，开发并完成Codec。就是要开发音视频编解码的核心算法，按照xDM标准封
装成为Codec库，Codec主要完成音视频的核心算法，应用程序运行时被调用，并不参与其
他功能。
第二步，将Codec集成到Codec Engine中。将第一步开发完成的Codec或已有的符合
xDM的Codec集成到Codec Engine中，这一步需要配置两个JavaScript的脚本文件，其中
一个脚本文件表明了，Codec的使用和配置信息，文件名一般为*.cfg，另一个描述了Codec
在达芬奇上的内存分配的配置，文件名一般为*tcf，配置好这两个文件后，使用make命令
即可生成Codec Engine，其文件名一般为*.X64P。可被应用程序直接调用。
第三步，开发音视频应用程序，并在其中调用Codec Engine。在Linux下开发音视频应
用程序，包括用户界面，音视频的采集、播放、同步等，其中完成对Codec Engine的调用，
应用程序也要完成一个扩展名为cfg的脚本配置文件，以表明对Codec Engine的使用状况。
第四步，加载DSPLINK和CMEM模块，运行应用程序至此一个完整的达芬奇音视频
应用程序就完成了，其中许多过程是通过脚本文件配置完成的，过程非常简单易懂，下面我
们需要在达芬奇上运行它，首先要加载DSPLINK和CMEM两个驱动程序模块，其中
达芬奇技术介绍
“达芬奇技术”介绍
企业技术背景:
达芬奇技术是一个数字图像、 视频、 语音、 音频信号处理新平台, 是美国TI德州仪器专利技术。该技术是一个内涵丰富综合体, 包含达芬奇处理器、 软件、 开发环境、
算法库和其她技术支持等达芬奇技术（DaVinci™）简言之就是包含有针对数字音视频优化基于DSP（digital
signal
processor）是一个独特技术, 是以数字信号来处理大量信息系统处理方案。
TI德州仪器介绍: 美国德州仪器企业（英语: Texas Instruments, 简称: TI）,
是世界上最大模拟电路技术部件制造商, 全球领先半导体跨国企业;
“达芬奇”拼接大屏幕系统介绍
“达芬奇”品牌拼接大屏幕系统, 是深圳威鼎科技有限企业与美国TI德州仪器“达芬奇”技术共同开发品牌, 采取独有达芬奇软件技术, 能够将原始数字信号图像分辨率提升, 画面流畅度提升,
Enhancement画质增强技术, 动态对比度增强技术。
1、 达芬奇技术
不带“达芬奇软芯”技术 带“达芬奇软芯”技术
1）分辨率, 超高清及画质显著增强功效 2）视频画面亮度、 动态对比度显著增强功效 :对比度可达成4500:1
“达芬奇”品牌系统拼接屏包含: 46寸、 47寸、 55寸、 60寸、 84寸
其她功效:
2、 边缘平滑技术
全称为方向相关去隔行, 在动态画面中可从任何角度成像, 修补画面边缘, 取得更光滑、 更自然视频图象效果。以下图, DCDI能够去除边缘锯齿现象。
不带DCDI功效 带DCDI功效
2．TNR-2降噪技术
采取是TNR-2技术, 利用前后几场信息分析出哪些是噪声哪些是信号从而愈加好消除噪声而不破坏原始信息。
一般降噪功效 3D降噪功效
TI最新达芬奇处理器DM6467 — TMDXEVM6467
TI最新达芬奇处理器DM6467 — TMDXEVM6467
德州仪器(TI)最新推出了一款能够在多种应用间进行视频转码的新型达芬奇技术数字媒体处理器，这些应用包括媒体网关、多点控制设备、数字媒体适配器、视频安全监控 DVR 以及 IP 机顶盒等。新型TMS320DM6467达芬奇处理器是一种基于DSP的片上系统(SoC)，特别适合实时多格式高清(HD)视频编解码，并配套了完整的开发工具及数字多媒体软件。该芯片集成了ARM926EJ-S内核与600MHz C64x+
DSP内核，并采用了高清视频协处理器、转换引擎与目标视频端口接口，在执行高清H.264 HP@ L4(1080p 30fps、1080i 60fps、720p 60fps)的同步多格式编码、解码与转码方面，比前代处理器性能提升了十倍。
实时多格式高清转码技术
DM6467专为应对商业及消费类电子市场的高清转码挑战而设计的，通过其多内核设计，能够实现较前代数字媒体处理器高十倍的性能。DM6467 处理器集成了ARM与DSP内核，并采用高清视频/影像协处理器 (HD-VICP)、视频数据转换引擎以及目标视频端口接口。HD-VICP 通过面向 HD 1080i H.264 high profile 转码的专用加速器，实现了超过 3GHz 的DSP处理能力，同时视频数据转换引擎还能管理包括垂直下调节 (downscaling)、色度采样 (chroma sampling) 以及菜单覆盖 (menu overlay) 等功能在内的视频处理任务。不到300MHz的DSP内核可用于管理多格式视频转码，并为其它应用预留了足够的空间。DM6467 可满足媒体网关与 MCU 等需要转码技术的市场要求，但其强大的灵活性与高效性对要求同时进行高清编码与解码的应用来说也非常具有吸引力，如视频语音或视频安全等对于多通道标清编码要求较高的市场。该器件的连接外设中还包括标准 PCI 总线及千兆以太网。
基于TMS320DM6467的多路视频监控系统视频接口的硬件设计
Ｐａｒｔｓ＆ａｐｐｌ／ ｌ＿ｃａｔｉｏｎｓ
器件与应用ｌ
文章编号：１００２—８６９２（２０１ １）２１—００４５—０３
基于ＴＭＳ３２０ＤＭ６４６７的多路视频监控系统
视频接口的硬件设计
杨明极 ，刘润泽 ，孙迎春 ，吕鑫磊
（１．哈尔滨理工大学测控技术与通信工程学院，黑龙江哈尔滨１５００８０；
２．佳木斯大学信息电子技术学院，黑龙江佳木斯１５４００７；
３．中国石油天然气集团公司大庆石化分公司，黑龙江大庆１６３７１４）
【摘要】针对视频监控系统要求实时性高、运算量大等特点，提出了基于达芬奇技术的嵌入式视频监控系统设计方案。方案
采用基于达芬奇技术的ＴＭＳ３２０ＤＭ６４６７ ＡＲＭ＋ＤＳＰ双核处理器，进行多路视频采集与监控。并根据ＴＭＳ３２０ＤＭ６４６７内部的
ＶＰＩＦ视频接口，采用合适的视频解码器和编码器设计出了标清视频信号的输入与输出系统。
【关键词】ＤａＶｉｎｅｉ技术；视频监控；ＴＭｓ３２０ＤＭ６４６７；多路视频合成
【中图分类号】ＴＮ９４９．１９７ 【文献标识码】Ａ
Ｈａｒｄｗａｒｅ Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ Ｖｉｄｅｏ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ ｉｎ Ｍｕｌｔｉ－ｖｉｄｅｏ Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ Ｂａｓｅｄ ｏｎ ＴＭＳ３２ＯＤＭ６４６７
ＹＡＮＧ Ｍｉｎ￣ｉ ，ＬＩＵ Ｒｕｎｚｅ ，ＳＵＮ Ｙｉｎｇｅｈｕｎ ，Ｌｔ）Ｘｉｎｌｅｉ
（Ｊ．Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｍｅａｓｕｒｅ—ｃｏｎｔｒｏｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｎｄ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｈａｒｂｉｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｈａｒｂｉｎ １５ｏ０４０，Ｃｈｉｎａ； ２．Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｊａｍｕｓｉ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｈｅｉｌｏｎｇ￣ｉａｎｇ Ｊａｍｕｓｉ ｌＳ４ＯＯＺ Ｃｈｉｎａ； ｉ ＣＮＰＣ Ｄａｑｉｎｇ Ｐｅｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｈｅｉｌｏｎ￣ｉａｎｇ Ｄａｑｉｎｇ １６３７１４，Ｃｈｉｎａ） 【Ａｂｓｔｒａｃｔ】Ｔｏ ｄｉｒｅｃｔ ａｔ ｔｈｅ ｈｉｇｈ－ｖｏｌｕｍｅ ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ ａｎｄ ｈｉｇｈ ｒｅａｌ—ｔｉｍｅ ｆｅａｔｕｒｅｓ ｏｆ ｖｉｄｅｏ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ，ａｎ ｅｍｂｅｄｄｅｄ ｖｉｄｅｏ
基于Davinci技术的智能网络平台的实现
型 ： Ｓｃｉｅｎｃｅ ｅｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ １ｎｎｏｖａｔｉｏｎ Ｈｅｒａｌｄ 基于Ｄ ａ Ｖ ｉ ｎ ｃ ｉ技术的智能网络平台的实现 吴远全 （北京信路威科技股份有限公司广西南宁５３００１ ２） 摘 要：该文从多个方面论述了基于Ｄａｖｉｎｃｉ技术的智能网络平台的实现。 关键词：Ｄａｖｉｎｃｉ技术 智能网络 人工智能 中图分类号：ＴＮｇ１９．８ 文献标识码：Ａ 文章编号：ｌ６７４—０９８ｘ（２０１３）０７（ｃ）一００４０—０１ 随着时代的高速发展，初步实现的智 能网络平台已经无法适应高速的信息技术 的发展，Ｄａｖｉｎｃｉ技术是近些年来一些公司 专门为数字视频处理而设计的一种先进的 技术，其智能视频分析与ＩＰ网络结合便可 更深层次地提高物联网系统的感知层及应 用层，故基干Ｄａｙｉｎｃｉ技术的智能网络平台 更适应高速的信息技术的发展，提高了网络 视频方面的人工智能分析能力。 １基于Ｄａｖｉｎ１３ｉ技术实现智能网络平台 的关键技术 １．１视频编码技术 随着科学技术的快速发展，先进的视 频编码技术不仅能提高视频画面的清晰 度、运动连贯度，而且提高视频压缩比以实 现节省储存空间的目的以及实现提高传输 速度和帧率的目的。 Ｄ ａ ｖ ｉ ｎ Ｃ ｉ技术的处理器，如 ＴＭＳ３２０ＤＭ６４６７Ｔ，内含Ｈ．２６４编码器， 其内部的ＤＳＰ可调度高清视频协处理器 ＨＤＶＩＣＰ进行Ｈ．２６４编码，编码的核心采 用硬编码，编码性能较高。Ｈ．２６４编码器继 承了Ｈ．２６３和ＭＰＥＧ１／２／４视频编码的优 点，在吸收变换编码和运动补偿的基础上， 采用全新的帧内预测、多帧参考预测、高精 度运动估计、类ＤＣＴ整数变换、基于上下文 的自适应熵编码、去块效应滤波等编码技 术，有效提高了数据压缩率。 １．２流媒体传输技术 随着网络信息时代的到来以及电脑的 基本普及，我们主要通过两种形式播放音 频和视频，第一种是通过已经下载的视频 或者音频文件去播放，另外一种是通过边 下载边观看的方式去使用我们的音频和视 频，而第二种方式就是通过流媒体传输来 实现的。基于Ｄａｖｉｎｃｉ技术的智能网络平台 的实现也需要流媒体传输技术的支撑，没 有流媒体传输技术，基于ＤＥＩＶｉｎｃｉ技术的智 能网络平台的实现就会遇到很大的困难，我 ＤＤＲ２￣２ （５｛２ＭＢ） 们可以说流媒体传输技术是基于Ｄａｖｉｎｃｉ 技术的智能网络平台的实现的至关重要的 技术。流媒体的层次主要包括应用层、传输 层、链路层和网络层，只有通过这四个关键 的层次结构，流媒体传输技术才会得到完 全的实现。 １．３负载格式 视频编码技术的负载格式是为了避免 视频编码的乱码和误码而存在的，视频编 码技术只有通过负载格式才能够更好地实 现它的功能。视频编码的单元很多，我们要 对视频编码的单元进行必要的分析，进行 分析之后才能够得到一定的负载格式。我 们一般的视频编码技术的负载格式主要分 为三种：分片分包格式、组合封包格式和 单一的单元格式。对于这三种视频编码技 术的负载格式我们要做好充分的认识，因 为视频编码技术的负载格式也是实现基于 Ｄａｖｉｎｃｉ技术的智能网络平台的重要的关 键技术。 ２基于ＤａｖｉＤＣｉ技术实现智能网络平台 的实现 ２．１系统硬件实现框架概述 系统平台以美国ＴＩ公司的Ｄａｖｉｎｃｉ处 理器ＴＭｓ３２ＯＤＭ６４６７Ｔ为处理核心，结合 高清视频接入、千兆网络 本地储存等单元 实现一体化智能网络ＩＰ功能。如图２所示， 为系统的硬件功能框图。 Ｄ ａ Ｖ ｉ ｎ ｃ ｉ处理器Ｄ Ｍ ６ ４ ６ ７ Ｔ为 ＡＲＭ＋Ｄ ＳＰ的Ｓ０ Ｃ芯片，ＡＲＭ核为 ＡＲＭ９２５ＥＪ—Ｓ，主频为５００ＭＨＺ，可嵌入 Ｌｉｎｕｘ操作系统，主要用于任务调度、控制 及管理。ＤＳＰ处理器核为Ｃ６４ｘ＋，主频可 达１ＧＨｚ，运行ＤＳＰ／ＢＩＯＳ操作系统，用于 视频编码及图像算法。ＤＳＰ与ＡＲＭ间通过 ＤＳＰＩｉｎｋ实现，即ＤＳＰ相当与服务端，ＡＲＭ 相当于客户端，之间进行交互通信。系统以 ＴＭＳ３２０ＤＭ６４６７Ｔ为处理核心，同时包括 高清视频采集模块，与互联网交互的千兆以 ……～一 ；ＮＡＮＤ Ｆｉ ＡＳ¨ｉ ｉ ！『｝ｌＧＡ ｌ 茎 ：聚：｝ ／预处 ） ｌ 壤ｊＬ——————； 一一——一 川蕊｛ 图１系统硬件功能框图 ４０ 科技创新导报Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ Ｈｅｒａｌｄ ｝ 硬斑 Ｒ Ｊ４ Ｓ 弋枝朱
基于TMS320DM643的视频采集与输出系统的设计与实现
软件设计开发 计算机光盘软件与应用 Ｃｏｍｐｕｔｅｒ ＣＤ Ｓｏｆｔｗａｒｅ ａｎｄ Ａｐｐｌ ｉｃａｔ ｉｏｎｓ ２０１１年第２３期 基于ＴＭＳ３２０ＤＭ６４３的视频采集与输出系统的设计与实现 熊异，张文初 （湖南铁道职业技术学院，湖南株洲４１２００１） 摘要：本文主要介绍了ＴＩ公司的专门用于视频处理的数字媒体处理器ＴＭＳ３２０ＤＭ６４３Ｘ的特点，并结合ＴＶＰ５１５０ 搭建了一套视频采集系统。 ・ 关键词：视频采集；ＤＭ６４３；ＴＶＰ５１５０；ＳＡＡ７１０５ 中图分类号：ＴＰ２７４ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００７—９５９９（２０１１）２３—０１９８—０２ Ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ Ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ ｏｆ Ｖｉｄｅｏ Ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ Ｏｕｔｐｕｔ Ｓｙｓｔｅｍ Ｂａｓｅｄ ｏｎ ＴＭＳ３２０ＤＭ６４３ Ｘｉｏｎｇ Ｙｉ，Ｚｈａｎｇ Ｗｅｎｃｈｕ （Ｈｕｎａｎ Ｒａｉｌｗａｙ Ｐｒｏｆｅｓｓｉｏｎａｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏｌｌｅｇｅ，Ｚｈｕｚｈｏｕ ４１ ２００１，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｍａｉｎｌｙ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ｔｈｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｄｉｇｉｔａｌ ｍｅｄｉａ ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ ＴＭＳ３２０ＤＭ６４３ ｗｈｉｃｈ ｉｓ ｐｒｏｄｕｃｅｄ ｂｙ ＴＩ Ｃｏｍｐａｎｙ．ａｎｄ ｗｅ ｂｕｉｌｄ ａ ｓｅｔ ｏｆ ｖｉｄｅｏ ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ｃｏｍｂｉｎｅｄ ｗｉｔｈ ＴＶＰ５ １ ５０・ Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｖｉｄｅｏ ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ；ＤＭ６４３；ＴＶＰ５１５０；ＳＡＡ７１０５ 在开发数字视频系统的过程中，经常会涉及到视频图像的采 集和处理。而目前存在着各种不同的视频采集设备，其输出的视 频信号形式和标准纷繁复杂；视频的处理的实时性对整个系统有 着严格的要求。，ｒＩ公司推出的基于达芬奇技术的￣￥６４３Ｘ数字媒 体处理器，与ＴＶＰ５１５０和其它外围部件一起，能组成一套功能强 大的视频采集系统，并能进行视频实时处理，在监控系统、视频 会议系统、视频压缩等领域具有广泛的用途。 一、ＴＭＳ３２０ＤＭ６４３Ｘ介绍 ＴＭＳ３２０ＤＭ６４３Ｘ是ＴＩ公司是Ｃ６０００系列中的支持达芬奇技术 的数字媒体处理器，具有视频优化的可编程ＴＭＳ３２０Ｃ６４ｘ＋＇ＭＤＳＰ内 核以及视频、存储器和网络接口，可以为联网视频和视觉应用提 供最为灵活且经济高效的解决方案。该芯片具有８０ＫＢ ＬＩＤ、３２ＫＢ ＬＩＰ高速缓存／ＳＲＡＭ和１２８ＫＢ Ｌ２高速缓存ＳＲＡＭ存储器，２个３２ 位、１３３ＭＨｚ外部存储器接口（ＥＭＩＦ），１０／１００以太网媒体接入控 制器（ＭＡＣ）、２个ＵＡＲＴ、主机接口（ＨＰＩ），Ｉ２Ｃ、ＳＰＩ、ＧＰＩＯ、多 通道音频串行端口ＭｃＡＳＰ和３个ＰｗＭ。 现已推出的ＤＭ６４３Ｘ处理器包括ＴＭｓ３２０ＤＭ６４３７／６４３５／６４３３／ ６４３ｌ四种，新型内核工作频率高达７００ＭＨｚ，可达到５６００ ＭＩＰＳ 的峰值计算速度，该芯片专为要求整个系统在ＤＳＰ上运行或要求 单独的微处理器运行应用程序和网络的应用而设计，具有卓越的 视频性能，同时还可进行网络和其它任务，适合于车用视觉系统 （例如车道偏离等）以及机器视觉系统、机器人技术、视频安全 设备和视频电话等视频应用领域。 由此可见，ＤＭ６４３Ｘ是目前构建数字多媒体处理应用的一个低 成本的理想平台。本文选用ＤＭ６４３７作为开发平台。 二、系统硬件设计 匪 ｉ习一Ｉ视频解码Ｉ 一Ｉ ＴＶＰ５１５０ ｆ ｉ． ．．．．．．．．．。． ，．．一＿Ｊ 圆圈 ｛视频编码１．［ ｌ ＳＡＡ７１０５ｌ ｌ ＶＧＡ 频编ＡＩＣ３解码３｝Ｈ［ 亘 ｌ ｌ Ｉ：”：：：：’Ｉ 屡 图１硬件系统组成框图 该系统以ＤＭ６４３Ｘ为核心，由视频输入模块、视频输出模块、 存储模块、音频模块、通信模块等组成。ＤＹ６４３Ｘ完成图像预处理、 图像压缩编码，打包发送等功能。ＤＤＲ ＳＤＲＡＭ为程序、数据存储 器；ＦＬＡＳＨ用来保存系统自启动代码及系统程序代码。ＤＭ６４３Ｘ通 过ＪＴＡＧ主机进行通信，通过ＬＸＴ９７１与外围网络通信。 （一）视频采集模块由视频解码器ＴＶＰ５１５０及外围电路组 成，主要功能是将摄像头采集或者其它视频设备输入的标准ＰＡＬ 制式电视模拟信号进行采样、量化，完成视频图像的模数转换， 亮度／色度、水平／垂直同步信号的分离，得到ＢＴ６５６格式的标 准数字视频信号（ＹＵＶ４：２：２）。视频解码器ＴＶＰ５１５０视频输入 信号的输入范围为０．７５Ｖｐｐ，而外部视频输入范围为１Ｖｐｐ，固 串接分压电阻网络，以达到ＴＶＰ５１５０所需的输入电平。如图１ 所示
达芬奇多机位识别
达芬奇多机位识别
1. 任务背景
达芬奇多机位识别是指通过计算机视觉技术，对多个摄像机拍摄的视频进行分析和处理，实现对不同机位的识别和切换。这项技术可以广泛应用于电视直播、体育赛事、演唱会等领域，提供更加丰富和多样化的观赛体验。
2. 技术原理
达芬奇多机位识别的实现主要依赖于计算机视觉和图像处理技术。具体步骤如下：
2.1 视频采集和预处理
首先，需要获取多个摄像机拍摄的视频流，并对视频进行预处理。预处理包括去噪、图像增强、色彩校正等操作，以提高后续处理的准确性和效果。
2.2 人脸检测和跟踪
接下来，对预处理后的视频进行人脸检测和跟踪。人脸检测技术可以识别视频中的人脸，并标记出其位置和大小。人脸跟踪技术则可以在连续的视频帧中追踪同一个人脸，以便后续的机位切换。
2.3 人脸识别和特征提取
在人脸检测和跟踪的基础上，进行人脸识别和特征提取。人脸识别技术可以将检测到的人脸与已知的人脸进行比对，以确定其身份。特征提取则是从人脸图像中提取出关键的特征信息，如面部轮廓、眼睛位置等。
2.4 机位切换和合成
最后，根据人脸识别和特征提取的结果，进行机位切换和合成。根据观众的兴趣和需求，选择合适的机位进行展示，并将不同机位的视频流进行合成，生成最终的多机位视频。
3. 技术挑战
达芬奇多机位识别技术面临以下几个主要挑战：
3.1 多机位视频的同步
多机位视频通常需要在实时或准实时的情况下进行处理和切换，要求不同摄像机的视频流能够保持同步。这需要解决视频流的延迟和同步问题，确保多个摄像机的画面能够准确地对齐和切换。 3.2 复杂场景下的人脸检测和跟踪
在复杂的场景中，如人群拥挤或快速运动的情况下，人脸检测和跟踪面临更大的挑战。需要设计高效的算法和模型，能够准确地检测和跟踪人脸，并保持稳定的识别结果。
3.3 人脸识别的准确性和鲁棒性
人脸识别的准确性和鲁棒性是多机位识别的关键。需要处理不同光照、角度和表情等变化，确保人脸识别的准确性和稳定性。
达芬奇之旅——TI数字视频巡回研讨会的技术核心
技术长廊
达芬奇之旅 嵌入式系统
德州仪器半导体技术（上海）有限公司ＤＳＰ业务发展经理郑小龙 摘要
关键词： 本文将迭芬奇数字视频的全国巡回研讨会中所涉及的技术核 心进行部分介绍，以便更多读者可以了解迭芬奇技术的基本 内容。 迭芬奇；ＤＳＰ；软件系统
德州仪器（ＴＩ）正式推出达芬奇（Ｄａｖｉｎｃｉ）数 字视频技术平台至令已经整整一年时『口Ｊ，存这 过去的一年当中，ＴＩ依照其乐诺在达势奇处理 器芯片硬件和软件的开发上成果显著，同时对 达芬奇的技术和应用迅速推进。 从去年冬天达芬奇样片和开发系统面世之 后，ＴＩ便与全球Ｉ司步，加快达芬奇在中同推进 的步伐，开始酝酿并实施一系列技术推广‘活 动。 目前，、Ｉ 界对达芬奇创新的冲动已化为实 现的行动， 有一砦基于达芬奇的产品已经推 出，而更多的产品将在今后几个月中陆续登 场，“达 奇效应”正在蛔预期那样菁势待发。
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． 。。 ｆ 々 ０ 嘏｛皇＝ 达 奇技术（ＤａＶｉｎｃｉ）简言之就是包含有 针对数字音视频优化的基于ＤＳＰ的系统解决方 案，其巾有四个基本组成，即处理器、软件、开 发工具套件和支持，如图１所示。 达芬奇处理器是一个单片系统，集成有ＴＩ 高性能Ｃ６４＋核心ＤＳＰ和ＡＲＭ９核心处理器以 及视频前端处理器和视频加速器，还有非常丰 富的外同设备，如数字视频、数字音频、高速 网络、ＤＤＲ２高速存储器、ＡＴＡ硬盘和多种存 储卡等接ｎ。 任软件方面达芬奇全面支持由底层到高层 的软件系统。达芬奇在嵌入式操作系统办面对 Ｌｉｎｕｘ的支持极为完善，也有支持ＷｉｎＣＥ的能 ；在数字视频、影像、语音和音频ｋ可以支 持Ｈ．２６４、ＭＰＥＧ４／２、Ｈ．２６３、ＶＣＩ、ＪＰＥＧ、Ｇ．７ １ １／ Ｇ．７２３、ＭＰ３、ＷＭＡ等多种编解码器；通过多 媒体框架结构进行数字视频软件系统的集成， Ｊ 提供ＡＰＩ驱动程序支持，同时有助于实现处 理器间的通信。 达芬奇有多种开发工具套件以满足各种需 求，其中评估模块和参考设计将有益于硬件设 计，而数 视频开发平台和Ｇｒｅｅｎ Ｈｉｌｌｓ开发工 作将对缩短软件系统集成有很大帮助。 达 奇的支持体系很强大，其中既有来自 ＴＩ授权软件提供商（ＡＳＰ）的支持，也有更为广 泛的第三方Ｉｊ【）４络的支持。 所有的数字视频类产品都有机会采用达芬 奇技术，这里不仅有众所周知的产品，如数码 相机或摄像机、个人媒体播放器、数字机顶盒、 ＩＰ可视电话、数字媒体网戈、数字视频服务器、 ＩＰ网络摄像机、数字硬盘录相机等，还有未来 创新的数字视频，如包含汽车智能视觉住内的 新产品，当然还有更多的产品有待脱颖而出。 在达芬奇技术研讨会上，对第一批达芬奇 芯片ＤＭ６４４６／６４４３的内部结构和应用的讲解集 中在ＡＲＭ与ＤＳＰ的高速通信、外围高速扩展 接口的使用、视频前端处理器（ＶＰＳＳ）的配置、 中心交换资源（ＳＣＲ）的调度等技术细节，并且
基于达芬奇平台智能监控系统设计
嚼物皴
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【本文献信息】蒋志良，赵攀．基于达芬奇平台智能监控系统设计［Ｊ］．电视技术，２０１２，３６（９）
基于达芬奇平台智能监控系统设计
蒋志良 ，赵攀
（１．重庆邮电大学通信新技术应用研究所，重庆４０００６５；２．重庆信科设计有限公司，重庆４０００６５）
【摘要】提出一种以ＴＩ ＤＭ６４６７芯片为基础，以达芬奇技术为支柱，以ＧＶＫ—Ｓｎａｋｅ主动轮廓跟踪算法为核心的智能监控系统
的设计方案。该方案利用达芬奇平台的ＡＲＭ＋ＤＳＰ双核处理器，实现了系统的实时性，提高了算法的运行速率，并利用ＧＶＫ—
Ｓｎａｋｅ主动轮廓跟踪算法实现了视频监控的智能化。 【关键词】达芬奇技术；智能监控系统；目标跟踪 【中图分类号】ＴＮ９１９．８；ＴＰ２７７ 【文献标识码】Ａ
Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ Ｂａｓｅｄ ｏｎ ＤａＶｉｎｃｉ Ｐｌａｔｆｏｒｍ
ＪＩＡＮＧ Ｚｈｉｌｉａｎｇ 。。．ＺＨＡ０ Ｐａｎ ，
（Ｊ．Ｉｍｔｉｔ￣ｅ ｏｆＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ ｏｆＡｄｖａｎｃｅｄ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆＰｏｓｔｓ ａｎｄ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ４０００６５，Ｃｈｉｎａ；
２．ＣｈｏｎｇｑｉｎｇＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｄｅｓｉｇｎｉｎｇ Ｃｏ．，Ｌｔｄ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ４０００６５，Ｃｈｉｎａ）
【Ａｂｓｔｒａｃｔ】Ａ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｔｈｅ ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ，ｗｈｉｃｈ ｉｓ ｂａｓｅｄ ｏｎ ＴＩ ＤＭ６４６７ ｃｈｉｐ，ａｎｄ ｔａｋｅｓ ｔｈｅ ＤａＶｉｎｃｉ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｓ ｔｈｅ ｐｉｌｌａｒ，ｔａｋｅｓ ｔｈｅ
基于DM368的智能视频监控系统设计
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【本文献信息】胡浩，王锋．基于ＤＭ３６８的智能视频监控系统设计［Ｊ］．电视技术，２０１２，３６（９） 嘲髑魏箍 ｉｄ ｅ ｏ ４ ｎ ｉ ｅ Ｅ ｒｔＨ／４
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基于ＤＭ３６８的智能视频监控系统设计
胡浩 ，王锋 （１．武汉邮电科学研究院，湖北武汉４３００７４；２．武汉虹信通信技术有限责任公司，湖北武汉４３００７３）
【摘要】设计了一种基于达芬奇技术的智能视频监控系统，系统采用ＤＭ３６８实现前端全高清视频采集编码。根据需求能够灵 活地选用移动通信网或固网进行视频传输，保证后端能够获取高质量的图像数据，通过后端智能的方式实现对视频信息的准确 分析，提高了视频监控系统的管理效率。 【关键词】达芬奇技术；ＤＭ３６８；数字视频；智能分析 【中图分类号】ＴＮ９１９．８；ＴＰ３９１．４ 【文献标识码】Ｂ
Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ Ｖｉｄｅｏ Ｓｕｒｖｅｉｌｌａｎｃｅ Ｓｙｓｔｅｍ Ｂａｓｅｄ ｏｎ ＤＭ３６８ Ｈｕ Ｈａｏ。，ＷＡＮＧ Ｆｅｎｇｚ （，． ＷｕｈⅡｎ Ｒ ｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ ＰｏｓｔｓⅡｎｄ Ｔｅｌｅｃ０ｍｒ儿ｕｎｉｃａｔｉ０瑚，Ｗｕｈａｎ ４３００７４，Ｃｈｉｎ。； ２．Ｗｕｈａｎ Ｈｏｎｇｘｉｎ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ ｃ０．，Ｌｉｄ．，Ｗｕｈａｎ ４３００７４，Ｃｈｉｎａ） 【Ａｂｓｔｒａｃｔ】Ａｎ ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ ｖｉｄｅｏ ｓｕｒｖｅｉｌｌａｎｃｅ ｓｙｓｔｅｍ ｂａｓｅｄ ｏｎ ＤａＶｉｎｃｉ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｓ ａｎａｌｙｚｅｄ ａｎｄ ｄｅｓｉｇｎｅｄ．Ｔｈｉｓ ｓｙｓｔｅｍ ａｄｏｐｔｓ ＤＭ３６８ ｖｉｄｅｏ ｐｒｏｃｅｓｓｏｒｓ ａｃｈｉｅｖｉｎｇ ｆｕｌｌ ｈｉｇｈ ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ａｔ ＰＵ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｄｉｆｅｒｅｎｔ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ，ｆｉｘｅｄ ｏｒ ｍｏｂｉｌｅ ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ｎｅｔｗｏｒｋ ｃａｎ ｅｎｓｕｒｅ ｔｈｅ ｂａｃｋ ｕｎｉｔ ｔｏ ｇｅｔ ｈｉｇｈ ｑｕａｌｉｔｙ ｉｍａｇｅ ｄａｔａ．Ｔｈｅ ａｃｃｕｒａｃｙ ｏｆ ｖｉｄｅｏ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ａｎａ１） ｓｉｓ ａｎｄ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｏｆ ｔｈｅ ｖｉｄｅｏ ｓｕｒｖｅｉｌｌａｎｃｅ ｓｙｓｔｅｍ ａｒｅ ｉｍｐｒｏｖｅｄ ｂｙ ｔａｋｉｎｇ ｆｕｌｌ ａｄ— ｖａｎｔａｇｅ ｏｆ ｂａｃｋ—ｅｎｄ ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ． 【Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ】ＤａＶｉｎｃｉ；ＤＭ３６８；ｄｉｇｉｔａｌ ｖｉｄｅｏ；ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ ａｎａｌｙｓｉｓ
基于达芬奇平台的微波视频监控系统的软件设计
２００７年７月刊 （总第９５期） 大众科技 ＤＡＺＨＯＮＧ ＫＥＪ ２００７．７ （Ｃｕｍｕｌａｔｉｖｅｌｙ Ｎｏ．９５）
基于达芬奇平台的微波视频监控系统的
软件设计
高 强 ，吕 为 ，胡子衡 ，袁誉乐 ，王 磊 ，吴 云 ，赵 勇
（１．广东电网公司深圳供电局，广东深圳５１８００１；２．北京大学深圳研究生院，广东深圳５１８０５５）
【摘要】有线电视监控在生活和工作中得到了广泛的应用，然而在某些环境中，由于成本或地形所限，有线电视监控无
法实现。无线网络产品的快速发展和视频压缩标准的日渐完善对此提供了较好的解决方案。文章阐述了达芬奇平台的特点，分析 了软件系统的组成。在此基础上，提出了一种基于达芬奇平台的微波视频监控系统的软件设计，取得了良好的效果。 【关键词】软件设计；达芬奇平台；微波；视频监控；Ｈ．２６４ 【中图分类号】ＴＮ 【文献标识码】Ａ 【文章编号】１００８—１１５１（２００７）０７－－００７６—０４
微波站通常位于高山上，设施被盗，给微波系统的正常
工作带来严重的影响。如能利用图像监控系统将微波站图像
实时传输到通信网管中心，就会大大提高微波站设施的安全
性。但通常情况下微波站都分布在较广阔的范围内，利用传 统的有线连接方式，线路铺设成本高昂。若能利用现有带宽
的微波信道进行视频信号的传输，则可以很好地解决这个问
题。在实际应用中，微波信道的带宽低，误码率高，并且由
于视频数据的信息量巨大，必须对视频信号进行有效的压缩。 本文提出了一种基于达芬奇平台的微波视频监控系统的软件
设计，以达到有效传输高质量视频图像的目标。 （一）达芬奇平台
达芬奇技术是ＴＩ公司开发出的一种基于Ｃ６４ｘ＋的Ｓ０Ｃ（片
上系统），即基于ＤＳＰ的系统解决方案组件的集合，专门为
高效而强大的数字视频而量身定制。这种系统针对灵活的数
字视频实施而进行了精心优化，达芬奇（ＤａＶｉｎｃｉ ）在ＤＳＰ 系列中的编号为：ＴＭＳ３２０ＤＭ６４４６，具有以下显著的特性：