基于DM642的嵌入式网络视频服务器的设计

徐磊

黑龙江电信国脉工程股份有限公司

基于DM642的嵌入式网络视频服务器的设计

徐磊

黑龙江电信国脉工程股份有限公司

为完善多媒体数字视频监控系统，基于DM642的嵌入式网络视频服务器应运而生。本文首先介绍了网络视频服务器的概念，阐述了机型小、简便性、中心控制、可扩展性等特点以及方便性安装及维护、使用方便、智能性、衰减小、稳定可靠、无线传输等优势。此外，还介绍了DM642的嵌入式网络视频服务器的设计中的硬件设计及软件设计。为视频图像的压缩编码带来新的突破，达到监控系统视频图像的相关要求。嵌入式网络视频服务器介于其较高的可靠性、组网方便的优点使用率持续上升，但由于开发时间段，仍需对产品性能不断优化。

DM642；嵌入式；网络视频

引言：

随着远程监控需求的逐步增长，嵌入式网络视频服务器介于其对视频图像的压缩编码效果良好，并且满足监控系统视频图像的实时性需求，且可靠性高等优点逐步与用户们的生活密不可分。目前市场上视频服务器的解决方案多种多样，下面简单介绍两种方案：一、CPU+ASIC。以ARM为核的CPU搭建专用媒体处理芯片，虽开发时间短等优势，但灵活性差，不易更改。二、面向媒体处理的抓用DSP。尽管开发利用的周期尚短，但利用该设备可以对产品不断的进行改进，提高产品性能，并降低生产成本，所以本文主要使用第二种方案。

1 网络视频服务器的概念及特点

网络视频服务器（DVS,Digitalvideoserver)，又叫数字视频编码器，是一种是一种压缩、处理音视频数据的专业网络传输设备。下面就来看看视频服务器的四大基本特点：

（1）机型小

较之过去硬盘录像机较大的视频输入，网络视频服务器一般只需要1-4路模拟视频输出。此外，网络视频服务器不随机配置硬盘，把相关存储设备保存于监控中心，这样更适合图像资料的保护与存储，确保安全性的同时节省大量空间。

（2）简单方便

通过网络视频服务器仅借助于一根5类网络线缆，即可通过计算机网络把图像传输给监控中心，若视频服务器内部装有WIFI组件，便可采用无线局域网直接传输，操作简单方便。

（3）中心控制

操作人员借助一台工业标准服务器，配备一套控制管理应用软件即可操作整个监控系统。只需打开一台已联网电脑的客户端程序，输入指定的服务器IP地址，即可达到全面远程监视的效果。任何被授予权限的客户机都可以直接进行对任意摄影机访问，也可利用中央服务器访问所监视的视频。

（4）扩展性

可在网络视频服务器中添加摄像机，也可轻松升级为更加快速的处理器、更大带宽等。增强网络视频服务器的高可靠性。

2 网络视频服务器的优势

（1）便于安装维护

过去，由于安装光纤的成本高且布线复杂繁琐，很多客户无法承受。网络带宽不够导致视频的质量和传输速度均无法保证。现在由于计算机网络的普及，只要有网络的地方即可构建网络监控系统，减少了安装的费用，更便于后期的更新维护。

（2）方便高效

网络监控的另一个优势在于可以按需监控，不受时间等条件的限制，有选择性地观看目标地点的视频，只传输需要观看的图像，大大降低了网络带宽使用率，节约网络带宽资源。通过及时从视频流中提取所需信息，可将大量信息传输、存储。还可通过对摄像机进行编程，使其只在特定需求指令下发送视频。

（3）工作稳定

网络视频服务器通常配置了嵌入式系统，同时内部采用高性能芯片，工作质量稳定可靠，保证数字信号在传输中衰减小。通常模拟视频信号的传输距离过大会导致信号的衰减，此时可配置食品放大器弥补这一缺陷。

（4）摄像机的视频信号可经过网络视频服务器转化为数字信号，在布线复杂的区域可通过运用无线局域网将数字视频信号发往监控中心进行处理，监控中心在发布到互联网平台，供管理部门远程调控。不止缩短了时间周期，同时还有投资少效益高、组网方便等优点。

3 系统的硬件设计

本系统设计可再分的视频端口0和视频端口1被用作捕获输入端口，命名为捕获端口1和捕获端口2。这些端口连接到SAA7115H解码器。视频端口贯穿CBT开关，所以他们为了背板的使用可以被选择性的禁止。另一半的端口被连接到板上的McASP端口。捕获端口1通过一个RCA类型的视频插座J15和一个4针的低噪声S-Video接口J16，连接到视频源。输入的必须是合成的视频源，例如DVDPlayer或视频相机。SAA7115H是可通过DM642的I2C总线进行编程的，并且可以连接所有的主要合成视频标准，例如NTSC，PAL和SECAM，这些都可以通过解码器的内部寄存器进行适当的。

4 系统的软件设计的数据流程

(1)输入设备提供的一帧图象被采集到输入缓存，由YUV4：2：2格式进行重抽样变为YUV4：2：0格式。

(2)图象数据由输入任务模块通过一个SCOM序列提供给处理模块。

(3)提供图象数据给JPEG编码库程序，动态检测即与以前图象作比较，动态部分被压缩成JPEG图象并通过SCOM消息发送到网络任务模块。

(4)网络任务模块建立JPEG副本，当网上有一个对等端点连接到网络并申请“记录”，网络任务模块发送这些图象到对等端点。

(5)如果网上有一个对等端点请求“回放”连接，网络任务模块将从那个对等端点接收新的JPEG图象，并发送原始和更新的图象到处理任务模块，消息通过SCOM序列发送。解码产生的YUV4：2：0格式的图象被重新采样成YUV4：2：2格式的图象。

(6)JPEG图象被作为解码器的输入，解码的图象通过SCOM序列进行传输到输出任务模块。

(7)输出任务模块转换YUV4：2：0格式的解码图象成YUV4：2：2格式图象并送交显示。显示设备显示输出的图象。

总结：

总之，DM642嵌入式网络视频服务器因其高可靠性、传输速度快、强大的多媒体处理能力等优势，逐步成为视频图像传输的首选工具，广泛应用与数字视频监控系统中。本文通过简要介绍网络视频服务器的概念特点及优势，详细介绍了设计过程中的硬件设计与软件设计，充分发挥DM642芯片的最高性能，对DM642的其他方面的应用也同样具有参考价值。

[1]王亚昊.嵌入式网络视频服务器的设计与实现[J].电子科技大学.2013(03)

[2]曾蓉,许永辉.基于TMS320DM642的嵌入式Web服务器设计[J].电子测量技术.2013(05)