多路MPEG-4監控系統的設計與實現

摘要：介紹了一個基于PCI總線的多路MPEC-4數字監控系統的設計與實現。本系統將采集到的多路音、視頻數據以MPEG-4標準進行壓縮編碼，將編碼后的數據碼流通過PCI總線傳送至計算機，并進行存儲、回放和檢索等處理。詳細介紹了整個系統的設計流程，同時介紹了板卡與主機之間實現高速數據傳輸的機制。本系統可在單機上實現16-32路的音、視頻監控，具有很高的性價比。

    關鍵詞：數字監控系統 MPEC-4 高速數據傳輸

視頻監控系統的發展經歷了模擬監控和數字監控兩個階段。與模擬監控系統相比，數字監控系統不僅可以利用計算機對數據進行存儲、分析和檢索等處理，而且還具有抗干擾能力強、傳輸距離遠、圖像質量高等優點。數字監控系統也可以和計算機網絡相結合來實現系

統的遠程控制，易于維護和管理。因此，數字監控系統正逐步取代模擬監控系統，具有良好的應用前景。

目前國內的數字視頻監控系統中單機的監控能力一般不超過16路，每路的圖像壓縮碼率的調節范圍較小，而且圖像格式主要以CIF為主[5～6]。本文介紹的系統在單機上最多可以達到32路的監控能力，而且可以保證音、視頻的嚴格同步。同時，本系統支持CIF和QCIF等多種圖像格式，壓縮碼率調節范圍較大，可以滿足多種場合的監控需求。

圖1

1 多路MPEG-4監控系統結構

本系統采用基于PCI總線板卡的架構，一塊板卡可以監控4路音、視頻數據。系統視頻輸入支持NTSC和PAL制式，采用MPEG-4標準對輸入的多路音、視頻信息進行壓縮編碼、解碼，并提供運動檢測等附加功能。在工控機上，利用軟件可以很方便地對采集到的音、視頻信息進行存儲、檢索和回放。系統利用高速PCI總線與微機進行通信，實現高速數據和控制碼流的傳輸。整個硬件系統由攝像和云臺模塊、電源模塊、視頻采集模塊、視頻預處理模塊、EPLD控制模塊、音頻編碼模塊、MPEG-4多媒體壓縮編碼模塊和PCI總線控制模塊組成，其連接框圖如圖1所示。

多路視頻采集模塊對輸入的視頻信號進行模/數轉換。該模塊支持復合視頻輸入，經過轉換后的輸出信號是符合ITU-656標準的4:2:2的數字視頻信號。同時，該模塊能夠自動識別輸入信號的制式。其支持的復合視頻制式有NTSC、PAL和SECAM三種。

視頻預處理模塊通過對模塊中芯片的內部寄存器進行設置來實現對視頻輸出的亮度、對比度和色度的調整，以及對視頻圖像尺寸、子圖的大小、位置等的控制。

EPLD控制模塊主要根據控制流信息將視頻預處理模塊輸出的ITU-656數字視頻進行格式轉換，并輸出到MPEG-4壓縮編碼模塊中。同時，它也提供行、場等同步信號。EPLD控制模塊還根據后向控制流為音頻編碼模塊提供多路幀同步信號。

音頻編碼模塊對輸入的音頻進行μ律PCM

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