基于TI達芬奇技術(shù)的高速網(wǎng)絡(luò)攝像機設(shè)計方案

　　VPFE模塊主要用于捕獲視頻信號，也可以直接從前端輸入已有的視頻信號。VPFE輸入接口有1個CCD控制器(CCDC)、1個預(yù)處理器、柱狀模塊、自動曝光/白平衡/聚焦模塊(H3A)和寄存器組成。CCDC可以與視頻解碼器、CMOS傳感器或電荷耦合裝置連接;預(yù)處理器是一個實時的圖像處理器，它把來自CMOS或CCD的原始圖像從RGB轉(zhuǎn)變?yōu)閅UV422的編碼;柱狀模塊和H3A模塊實現(xiàn)基于原始圖像信息的硬件操作。

　　VPBE輸出接口由1個OSD引擎和1個視頻編碼器組成。OSD引擎能夠顯示兩組獨立的視頻窗口或兩組獨立的OSD窗口，還可以以2個視頻窗口、1個OSD窗口和一個屬性窗口的形式顯示。OSD用于在視頻圖像上疊加音量，圖標等位圖或圖像信息。視頻編碼模塊提供數(shù)字輸出和模擬輸出。數(shù)字輸出支持24bitRGB888格式、8/16bit BT.656以及具有獨立的水平和垂直同步功能的CCIT.601輸出;模擬輸出支持4路10bit DAC，均工作于54 MHz，支持復(fù)合NTSC/PAL、S端子和分量視頻。

3 系統(tǒng)硬件設(shè)計

　　系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)如圖4所示，本系統(tǒng)選擇以TMS320DM365為嵌入式處理器，外圍電路包括有音頻、視頻信號采集電路，以太網(wǎng)絡(luò)電路，電源接口，JTFAG，UART，NAND Flash，SD卡，DDR2，USB2.0 OTG以及I2C。

　　網(wǎng)絡(luò)攝像機系統(tǒng)的信息處理流程主要分為圖像的獲取、圖像的處理傳輸以及圖像的顯示3部分。本系統(tǒng)中，前端攝像頭負責圖像的捕捉，將獲取的未經(jīng)壓縮處理的圖像信號傳輸至電路板中通過TMS320DM365芯片進行壓縮處理以及SD卡的相應(yīng)存儲，再由以太網(wǎng)接口或其他接口將處理過圖像進行傳輸，在遠端監(jiān)視器上將圖像進行顯示。

　　本系統(tǒng)的視頻采集模塊采用TVP5146。傳統(tǒng)NTSC/PAL攝像頭的輸出信號格式為模擬信號，由于TMS320DM365的視頻輸入信號是通過VPFE的CCDC以ITU-R BT.601/BT.656格式進行輸入的，所以首先需要通過視頻前段濾波放大器OPA361對采集到的模擬信號進行放大，經(jīng)過視頻解碼芯片TVPS146將模擬信號進行圖像的抗混疊濾波預(yù)處理、模擬數(shù)字化轉(zhuǎn)換及亮度/色度、水平/垂直同步信號的分離，實現(xiàn)模擬視頻信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字并行信號BT.656碼流格式，隨后通過2個12位2選1的FET多路復(fù)用器對4路視頻信號選擇1路作為輸入從而完成VPFE的視頻輸入工作。 TVP5146是一種高性能單片數(shù)字視頻解碼器，它可將所有常見的基帶模擬視頻信號，例如NTSC，PAL，SECAM混合信號數(shù)字化并解碼為數(shù)字視頻信號。該解碼器還包括了具有模擬預(yù)處理功能的4路10位30MSPS的模數(shù)轉(zhuǎn)換器。高達10組的視頻輸入終端可以用來配置作為RGB，YPbPr，CVBS分量信號或者S端子視頻輸入。

　　網(wǎng)絡(luò)控制模塊主要包括EMAC模塊和MDIO模塊，原理圖如圖5所示。