文档介绍：基于DSP和PCI接口的高清视频采集卡
关键词:HDMI高清视频采集卡;DSP ;PCI;压缩编码
数字视频监控系统以其直观、方便、信息内容丰富的特点越来越受到人们的重视,已成为安全防范系统的重要组成部分。视频采集子系统主要完成视频图像的采集和压缩,是数字化视频监控中最核心的部分,直接影响着整个监控系统性能和质量的好坏…。针对新一代的视频监控系统对视频图像的质量和实时性的要求,本文设计出一种基于DSP和PCI接口的HDMI高清视频采集卡。
1实现方案HDMI高清视频采集卡作为视频监控系统的核心部分,完成视频的采集、压缩和处理功能,其硬件由视频采集和转换模块、帧存储模块、视频处理与存储模块、CPLD逻辑控制模块和PCI接口模块组成。视频采集和转化模块采用视频A/D转换芯片SAA7113H,将外部摄像机采集到的模拟视频图像信号转换为数字信号;然后把数字视频图像存储在两块SRAM中等待处理;DSP处理模块负责对采集的视频图像进行数据格式转换或者进行压缩编码等预处理,SDRAM和Flash作为存储器分别用来存放数据和压缩算法程序;CPLD负责整个系统的逻辑控制,包括控制视频图像的采集控制,帧的乒乓交换以及视频数据的传输控制;采用专用PCI总线接口芯片设计系统接口模块,将压缩完的视频图像数据送往PC机,进行进一步的处理分析。
2视频采集模块的电路设计
,都采用隔行扫描技术,一帧图像需要传送两次,分别记为奇场图像和偶场图像;一般图像处理的对象是逐行排列的图像,因此必须采集到一帧图像(连续的奇、偶两场信号)后,才能进行图像后续处理。SAA7113H的输出也是隔行视频信号,所以需要将连续的两场图像信号合成到一个图像帧中。一般在图像采集处理系统中,只需要采集到图像中间的512×512像素,边缘像素数据可以忽略,即在行有效时,取中间的512个像素的数据,在奇、偶场图像分别取中间的256行像素数据作为场图像。
3 PCI接口设计对于设计的采集卡系统,既是HDMI高清视频采集卡同时又是视频压缩器,具有很高的帧速,可以采集到动态图像,而且要把压缩完的视频图像数据实时传输到计算机总线,因此对系统总线接口的带宽提出了很高的要求。由于传输的数据量比较大,例如一般监控系统的采集的图像为512×512象素的大小,如果图像为YUV格式,那么每一帧图像的大小至少为512×515×2Bytes,按照正常的示帧速,至少为每秒25帧,那么总线带宽至少为512X 512×2×25—,考虑到总线的实际传输速率,这就要线至少要有25MB/s的带宽。PCI总线定义了32位数据总线并可扩展成64位,在33MHz的时钟频率下,最大数据传输率为132~264MB/s,虽然这个数字会因为总线的繁忙和设备身的原因而和实际值有些出入,但是达到30~40Mbytes/平均传送数据率还是可能的,这完全可以满足本系统的需要。本系统决定采用PCI总线接口与计算机通讯,以内插片的形式接入计算机主板。
一般图像处理都是采用通用的或专用的DSP芯片,随着高清的不断的需求,DSP处理的高清VGA采集卡也出现了。DSP处理,顾名思义,他处理图像的方式是通过视频采集卡自带的硬件元件完成的。DSP是基于可编程超大规模集成电路和计算机技术