基于TI達(dá)芬奇技術(shù)的高速網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)設(shè)計(jì)方案

　　VPFE模塊主要用于捕獲視頻信號(hào)，也可以直接從前端輸入已有的視頻信號(hào)。VPFE輸入接口有1個(gè)CCD控制器(CCDC)、1個(gè)預(yù)處理器、柱狀模塊、自動(dòng)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(gè)實(shí)時(shí)的圖像處理器，它把來(lái)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(shí)現(xiàn)基于原始圖像信息的硬件操作。

　　VPBE輸出接口由1個(gè)OSD引擎和1個(gè)視頻編碼器組成。OSD引擎能夠顯示兩組獨(dú)立的視頻窗口或兩組獨(dú)立的OSD窗口，還可以以2個(gè)視頻窗口、1個(gè)OSD窗口和一個(gè)屬性窗口的形式顯示。OSD用于在視頻圖像上疊加音量，圖標(biāo)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(dú)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(jì)

　　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(hào)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(jī)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(fù)責(zé)圖像的捕捉，將獲取的未經(jīng)壓縮處理的圖像信號(hào)傳輸至電路板中通過(guò)TMS320DM365芯片進(jìn)行壓縮處理以及SD卡的相應(yīng)存儲(chǔ)，再由以太網(wǎng)接口或其他接口將處理過(guò)圖像進(jìn)行傳輸，在遠(yuǎn)端監(jiān)視器上將圖像進(jìn)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(hào)格式為模擬信號(hào)，由于TMS320DM365的視頻輸入信號(hào)是通過(guò)VPFE的CCDC以ITU-R BT.601/BT.656格式進(jìn)行輸入的，所以首先需要通過(guò)視頻前段濾波放大器OPA361對(duì)采集到的模擬信號(hào)進(jìn)行放大，經(jīng)過(guò)視頻解碼芯片TVPS146將模擬信號(hào)進(jìn)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(hào)的分離，實(shí)現(xiàn)模擬視頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字并行信號(hào)BT.656碼流格式，隨后通過(guò)2個(gè)12位2選1的FET多路復(fù)用器對(duì)4路視頻信號(hào)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(jiàn)的基帶模擬視頻信號(hào)，例如NTSC，PAL，SECAM混合信號(hào)數(shù)字化并解碼為數(shù)字視頻信號(hào)。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(dá)10組的視頻輸入終端可以用來(lái)配置作為RGB，YPbPr，CVBS分量信號(hào)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。