基于DSP视频监控系统的研究与实现 毕业设计.doc

武汉职业技术学院毕业设计( 论文) (2009 届) 论文题目: 基于 DSP 视频监控系统的研究与实现所在学院电子信息工程学院专业班级电子信息工程技术学生姓名学号 09014911 指导教师完成日期 2011 年 12月 2 摘要视频监控系统是安全防范系统的组成部分,通过监控系统可以实时动态地汇报被监测点的情况,及时发现问题并进行处理,获得的完整备份资料还可用于事后进行分析调查。随着存储容量、网络带宽、处理器性能以及各种视频压缩处理技术的快速发展,视频监控系统的数字化、网络化趋势日益明显。目前的安防监控领域的数字监控系统通常分为两类:一类是基于 PC 机组合的计算机多媒体工作方式;另一类是嵌入式数字网络视频监控系统。 PC 机的多媒体监控主机综合了视频矩阵、图像分割器、录像机等的众多功能, 使系统结构大为简化。由于采用计算机网络技术,数字多媒体远程网络监控不受距离限制;由于采用大容量磁盘阵列存盘器或光盘存储器, 可以节省大量的磁带介质,同时有利于系统实现多媒体信息查询。但是,随着对于远程分布式监控需求的增长,同时某些特殊的监控场合如, 交通、金融机构等领域要求监控系统具有灵活性、移动性、专用性、体积小等特点,此时,基于 PC 的监控系统受到操作系统,体积,和稳定性的影响已无法满足这些需要。嵌入式网络视频监控系统以其可靠性高,组网方便等优点越来越受到安防领域厂商和客户的重视。嵌入式视频监控系统的解决方案有多种选择,市场产品的主流一般选择两种方案:(1)CPU+ASIC , 该方案选择以 ARM 为核的 CPU 和专用媒体处理芯片搭建。优点是开发时间相对较短,但由于采用 ASIC ,灵活性较差,产品一旦定型,很难更改。(2) 采用面向媒体处理的 DSP 。其开发时间不长,优点是由于算法是软件代码,所以可以不断对产品性能进行升级,重复开发成本较低。基于 DSP 的视频监控系统比基于 CPU+ASIC 的灵活性高,易于升级;比基于 PC 机的视频压缩软件效率更高,适用范围更广。所以本文采用基于 DSP 的视频监控系统设计方案。本方案采用的 DSP 芯片 TMS320DM642 更是 TI公司新一代高性能面向于视频系统的数字信号处理器。它具有 4800MIPS 的运算能力和丰富的外围接口(多通道视频口、以太网口等),经过特别优化设计,提供了丰富的多媒体处理指令集。本文的视频监控系统针对 TMS320DM642 的硬件结构特点,设计了一套运行于 3 DM642 之上的实时视频采集-压缩编码-传输的可行方案。采用 1394 总线输入高速图像数据,经过 DSP 处理后再压缩由以太网络传输。本文概述了该方案的硬件实现以及高速压缩视频编码的软件优化。 4 目录第 1章绪论 6 第2章本视频监控系统的规划 8 视频监控系统构成 8 视频监控系统设计需求 8 系统的总体设计 9 第3章本视频监控系统硬件设计 10 TMS320DM642 简介10 10 (CODEC) 模块 11 CDMA 无线传输串口模块 12 DE 及 USB 通信模块 12 13 第4章本视频监控系统软件设计 14 · DSP 端软件 14 · PC 端软件 15 算法设计与 DSP 实现 15 自适应背景模型建立 15 差值图像建立及二值化 16 jpg16 第 5章本系统的实现及优化 18 DSP 的实现 18 网络部分的实现 18 20 21 使用库函数 22 改写线性汇编 22 存储器优化 22 EDMA 23 23 5 修改视频数据交换方式 23 运算集中的功能块运用快速算法 24 优化源代码 24 TI图象库 24 第 6章工作总结及展望 26 总结26 展望 26 参考文献 28 6 第1章绪论目前视频监控广泛应用于安防监控、工业监控和交通监控等领域。视频监控系统大致经历 3个阶段:首先是基于模拟信号的电视监控系统,其功能单一、易受干扰且不易扩展; 随后出现基于 PC 机的图像监控系统,其终端功能较强. 但价格昂贵,稳定性差; 近年来,随着嵌入式技术成熟,嵌入式视频采集处理系统具有可靠性高、速度快、成本低、体积小、功耗低、环境适应性强等优点。视频监控突然之间“成了对数字视频芯片提供商而言发展速度最快的市场”。克里斯· 戴是加利福尼亚州圣克拉提供数据视频芯片的 Mobilyge n公司总裁兼 CE O, 他在圆满结