嵌入式在小型網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器中的應(yīng)用

2 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)

整個(gè)系統(tǒng)由圖像采集模塊、圖像處理模塊、USB HOST接口的存儲(chǔ)模塊、10/100M以太網(wǎng)接口等五部分組成，其主要設(shè)計(jì)思想是(見圖一)：將CCD攝像頭采集的模擬信號(hào)送入圖像采集模塊進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，然后在時(shí)序和控制信號(hào)的作用下，把圖像數(shù)據(jù)送到AT91RM9200，AT91RM9200對(duì)采集來的圖像進(jìn)行實(shí)時(shí)處理和分析，判斷圖像中是否有動(dòng)目標(biāo)，并提取出動(dòng)目標(biāo)，再將當(dāng)前圖像中動(dòng)目標(biāo)的位置信息和最近被記錄下的圖像中動(dòng)目標(biāo)的位置信息進(jìn)行相似度比較，決定是否記錄當(dāng)前圖像。這樣的方法能有效的避免長(zhǎng)時(shí)間記錄靜止不變的圖像，減少了存儲(chǔ)介質(zhì)的浪費(fèi)，也減輕了資料檢索的工作量。為了方便資料的存儲(chǔ)與提取，給AT91RM9200的USB HOST接口接USB存儲(chǔ)設(shè)備來存儲(chǔ)圖像數(shù)據(jù)，最后通過把圖像數(shù)據(jù)通過因特網(wǎng)傳輸?shù)接脩艚K端。

圖一 系統(tǒng)框圖

圖像采集模塊

系統(tǒng)使用的圖像采集設(shè)備是CCD攝像頭，成像器件：1／4 ＂SHARP CCD，有效像素：PAL:512x582、NTSC:512x492；水平清晰度：420TV LINE；掃描頻率：PAL/NTSC: 50Hz/60Hz。
由于CCD輸出的是模擬信號(hào)，要經(jīng)AD轉(zhuǎn)換才能送給CPU進(jìn)行處理，ADC芯片采用Philips的SAA7114，SAA7114有六路模擬輸入，內(nèi)置模擬源選擇器可構(gòu)成６×ＣＶＢＳ、２×Ｙ／Ｃ２×ＣＶＢＳ、１×Ｙ／Ｃ和４ ×ＣＶＢＳ；兩路模擬預(yù)處理通道，內(nèi)有抗混迭濾波器；ＣＶＢＳ或Ｙ／Ｃ通道含完全可編程靜態(tài)增益控制或自動(dòng)增益控制功能，對(duì)ＣＶＢＳ、Ｙ／Ｃ通道可進(jìn)行自動(dòng)鉗位控制；能自動(dòng)檢測(cè)５０Ｈｚ／６０Ｈｚ場(chǎng)頻，并可自動(dòng)在ＰＡＬ和ＮＴＳＣ制式進(jìn)行切換；能將ＰＡＬ、ＮＴＳＣ和ＳＥＣＡＭ信號(hào)解碼及模數(shù)變換得到符合ＩＴＵ－６０１／ＩＴＵ－６５６的數(shù)字電視信號(hào)。該芯片是目前視頻解碼芯片中接收視頻源的寬容性及視頻解碼圖像質(zhì)量最好的一種。其通過Ｉ２Ｃ接口，進(jìn)行初始化設(shè)置。SAA7114的 A/D轉(zhuǎn)換精度是9b，并行輸出8b視頻輸出帶為27 MHz。每一個(gè)時(shí)鐘周期(1/27MHz)并行輸出1個(gè)字節(jié)，除了輸出數(shù)字象素外，SAA7114還輸出時(shí)鐘信號(hào)以同步?？梢酝ㄟ^設(shè)置SAA7114的相關(guān)寄存器來控制SAA7114輸出圖像的尺寸。[3]
同步FIFO采用TI公司的SN74ACT7881，大小為1024b×18，同步FIFO與SAA7114的接口速度為27MHz，寬度為8b。FIFO與AT91RM9200的接口速度可以配置為27MHz，寬度為16b。當(dāng)FIFO中快寫滿數(shù)據(jù)時(shí)，給AT91RM9200發(fā)出控制信號(hào)以使AT91RM9200產(chǎn)生中斷，取走FIFO中的數(shù)據(jù)。

圖二 圖像采集模塊

3.2圖像處理模塊

AT91RM9200是圖像處理模塊的核心部件，主要完成系統(tǒng)初始化和后續(xù)的圖像處理，系統(tǒng)采用ATMEL公司的AT91RM9200。該芯片融合了ARM920T ARMThumb 處理器，工作于180 MHz時(shí)性能高達(dá)200 MIPS，存儲(chǔ)器管理單元，16-K 字節(jié)的數(shù)據(jù)緩存，16-K字節(jié)的指令緩存， 支持SDRAM，靜態(tài)存儲(chǔ)器，Burst Flash，無縫連接的CompactFlash，SmartMedia及NAND Flash。存儲(chǔ)控制器(MC) 管理ASB 總線并最多達(dá)4 個(gè)主機(jī)的訪問控制。它通過一個(gè)總線判決器和一個(gè)地址譯碼器將4G字節(jié)的地址空間分區(qū)來訪問內(nèi)置的SRAM與ROM，內(nèi)置外設(shè)及通過外部總線接口(EBI) 的外部存儲(chǔ)器 。它還可通過一個(gè)異常中止?fàn)顟B(tài)與一個(gè)失調(diào)檢波器來幫助應(yīng)用程序調(diào)試。SAA7114的初始化接口采用AT91RM9200的兩線接口（TWI），圖1是AT91RM9200跟SAA7114的連接圖。