基于dsp視頻監(jiān)控系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn) 畢業(yè)設(shè)計(jì)

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1、武漢職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)(2009屆)論文題目:基于DSP視頻監(jiān)控系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)所在學(xué)院電子信息工程學(xué)院專業(yè)班級電子信息工程技術(shù)學(xué)生姓名學(xué)號09014911指導(dǎo)教師完成日期2011年12月28摘要視頻監(jiān)控系統(tǒng)是安全防范系統(tǒng)的組成部分，通過監(jiān)控系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)地匯報(bào)被監(jiān)測點(diǎn)的情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并進(jìn)行處理，獲得的完整備份資料還可用于事后進(jìn)行分析調(diào)查。隨著存儲容量、網(wǎng)絡(luò)帶寬、處理器性能以及各種視頻壓縮處理技術(shù)的快速發(fā)展，視頻監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化趨勢日益明顯。目前的安防監(jiān)控領(lǐng)域的數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)通常分為兩類：一類是

2、基于PC機(jī)組合的計(jì)算機(jī)多媒體工作方式；另一類是嵌入式數(shù)字網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)。PC機(jī)的多媒體監(jiān)控主機(jī)綜合了視頻矩陣、圖像分割器、錄像機(jī)等的眾多功能，使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)大為簡化。由于采用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，數(shù)字多媒體遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控不受距離限制；由于采用大容量磁盤陣列存盤器或光盤存儲器，可以節(jié)省大量的磁帶介質(zhì)，同時(shí)有利于系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)多媒體信息查詢。但是，隨著對于遠(yuǎn)程分布式監(jiān)控需求的增長，同時(shí)某些特殊的監(jiān)控場合如，交通、金融機(jī)構(gòu)等領(lǐng)域要求監(jiān)控系統(tǒng)具有靈活性、移動(dòng)性、專用性、體積小等特點(diǎn)，此時(shí)，基于PC的監(jiān)控系統(tǒng)受到操作系統(tǒng)，體積，和穩(wěn)定性的影響

3、已無法滿足這些需要。嵌入式網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)以其可靠性高，組網(wǎng)方便等優(yōu)點(diǎn)越來越受到安防領(lǐng)域廠商和客戶的重視。嵌入式視頻監(jiān)控系統(tǒng)的解決方案有多種選擇，市場產(chǎn)品的主流一般選擇兩種方案:(1)CPU+ASIC,該方案選擇以ARM為核的CPU和專用媒體處理芯片搭建。優(yōu)點(diǎn)是開發(fā)時(shí)間相對較短，但由于采用ASIC，靈活性較差，產(chǎn)品一旦定型，很難更改。(2)采用面向媒體處理的DSP。其開發(fā)時(shí)間不長，優(yōu)點(diǎn)是由于算法是軟件代碼，所以可以不斷對產(chǎn)品性能進(jìn)行升級，重復(fù)開發(fā)成本較低。基于DSP的視頻監(jiān)控系統(tǒng)比基于CPU+ASIC的靈活性高，易于

4、升級；比基于PC機(jī)的視頻壓縮軟件效率更高，適用范圍更廣。所以本文采用基于DSP的視頻監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。本方案采用的DSP芯片TMS320DM642更是TI公司新一代高性能面向于視頻系統(tǒng)的數(shù)字信號處理器。它具有4800MIPS的運(yùn)算能力和豐富的外圍接口(多通道視頻口、以太網(wǎng)口等)，經(jīng)過特別優(yōu)化設(shè)計(jì)，提供了豐富的多媒體處理指令集。本文的視頻監(jiān)控系統(tǒng)針對TMS320DM642的硬件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了一套運(yùn)行于DM64228之上的實(shí)時(shí)視頻采集-壓縮編碼-傳輸?shù)目尚蟹桨?。采?394總線輸入高速圖像數(shù)據(jù)，經(jīng)過DSP處理后再壓縮由

5、以太網(wǎng)絡(luò)傳輸。本文概述了該方案的硬件實(shí)現(xiàn)以及高速壓縮視頻編碼的軟件優(yōu)化。28目錄第1章緒論6第2章本視頻監(jiān)控系統(tǒng)的規(guī)劃82.1視頻監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)成82.1.1視頻監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)需求82.1.2系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)9第3章本視頻監(jiān)控系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)103.1TMS320DM642簡介103.2視頻輸入模塊103.3音頻輸入輸出(CODEC)模塊113.4CDMA無線傳輸串口模塊123.5DE及USB通信模塊123.6電源及其它模塊13第4章本視頻監(jiān)控系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)144.1·DSP端軟件144.2·PC端軟件154.3算法設(shè)計(jì)與DSP實(shí)

6、現(xiàn)154.4自適應(yīng)背景模型建立154.5差值圖像建立及二值化164.6jpg16第5章本系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)及優(yōu)化185.1DSP的實(shí)現(xiàn)185.1.1網(wǎng)絡(luò)部分的實(shí)現(xiàn)185.1.2編程實(shí)例205.2硬件優(yōu)化215.2.1使用庫函數(shù)225.2.2改寫線性匯編225.2.3存儲器優(yōu)化225.2.4使用EDMA235.3程序優(yōu)化23285.3.1修改視頻數(shù)據(jù)交換方式235.3.2運(yùn)算集中的功能塊運(yùn)用快速算法245.3.3優(yōu)化源代碼245.3.4運(yùn)用TI圖象庫24第6章工作總結(jié)及展望266.1總結(jié)266.2展望26參考文獻(xiàn)2828第1章

7、緒論目前視頻監(jiān)控廣泛應(yīng)用于安防監(jiān)控、工業(yè)監(jiān)控和交通監(jiān)控等領(lǐng)域。視頻監(jiān)控系統(tǒng)大致經(jīng)歷3個(gè)階段：首先是基于模擬信號的電視監(jiān)控系統(tǒng)，其功能單一、易受干擾且不易擴(kuò)展;隨后出現(xiàn)基于PC機(jī)的圖像監(jiān)控系統(tǒng)，其終端功能較強(qiáng).但價(jià)格昂貴，穩(wěn)定性差;近年來，隨著嵌入式技術(shù)成熟，嵌入式視頻采集處理系統(tǒng)具有可靠性高、速度快、成本低、體積小、功耗低、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。視頻監(jiān)控突然之間“成了對數(shù)字視頻芯片提供商而言發(fā)展速度最快的市場”。克里斯·戴是加利福尼亞州圣克拉提供數(shù)據(jù)視頻芯片的Mobilygen公司總裁兼CEO，他在圓滿結(jié)束了訪華之旅后

8、不久說了上面這番話。如今，視頻監(jiān)控應(yīng)用正在中國市場以驚人的速度蓬勃發(fā)展。據(jù)安全行業(yè)協(xié)會（SIA）在去年發(fā)布的《中國安全市場報(bào)告》聲稱，預(yù)計(jì)中國的安全與保護(hù)市場會從2005年的63億美元猛增至2010年的180億美元。這個(gè)市場包括消防安全監(jiān)控以及安全監(jiān)控和訪問控制領(lǐng)域。在視頻監(jiān)控領(lǐng)域音視頻編解碼產(chǎn)品的開發(fā)上，主流數(shù)字DVR廠商基本都采用了在專用D