基于MPEG-4視頻標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字視頻錄像機(jī)的設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)

隨著視頻壓縮技術(shù)的迅猛發(fā)展，新的視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)不斷推出。MPEG-4是由國(guó)際運(yùn)動(dòng)圖像專(zhuān)家組(MPEG)在繼MPEG-1和MPEG-2之后，制訂的又一個(gè)ISO／IEC標(biāo)準(zhǔn)，即ISO／IEC 14496。它能夠獲得更高的音／視頻壓縮率，具有基于內(nèi)容的交互能力。目前，國(guó)內(nèi)外許多公司都在開(kāi)發(fā)有關(guān)MPEG-4視頻標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品，最具代表意義的即是數(shù)字視頻錄像機(jī)(DVR)。

1 數(shù)字視頻錄像機(jī)的硬件設(shè)計(jì)

在基于S3C2410與AT2042的數(shù)字視頻錄像機(jī)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)中，其終端設(shè)備以Samsung公司的32位處理器S3C2410為主控處理器，利用Pentamicro公司的AT2042芯片完成雙通道視頻編碼與解碼，其視頻錄像功能具有高分辨率和高質(zhì)量。本文將介紹此終端的系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)，并詳細(xì)分析系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)，最后給出測(cè)試結(jié)果和結(jié)論。根據(jù)市場(chǎng)的需求，本系統(tǒng)預(yù)計(jì)實(shí)現(xiàn)下列幾項(xiàng)指標(biāo)：

(1)實(shí)現(xiàn)對(duì)視頻數(shù)據(jù)的MPEG-4標(biāo)準(zhǔn)的編解碼；

(2)編解碼像素為720X576像素點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)25 f／s；

(3)實(shí)現(xiàn)JPEG編碼和解碼；

(4)實(shí)現(xiàn)USB／SD卡儲(chǔ)存。

1.1 基于S3C2410與AT2042的數(shù)字視頻錄像機(jī)整體設(shè)計(jì)

該系統(tǒng)主要依靠AT2042的編解碼功能，系統(tǒng)的硬件框圖如圖1所示，它主要由視頻編碼子系統(tǒng)、主控系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)和視頻解碼子系統(tǒng)4大部分構(gòu)成。

韓國(guó)Pentamicro公司生產(chǎn)的AT2042芯片的功能模塊如圖2所示，AT2042是一個(gè)內(nèi)置微控制器ARM946E的2通道音視頻編解碼(A／VCODEC)芯片，主要完成對(duì)視頻和語(yǔ)音數(shù)據(jù)的編碼和解碼，支持多種音視頻編解碼標(biāo)準(zhǔn)，可直接與IBM，Motorola，ARM，XscaIe和Axis等多種CPU接口，無(wú)需其他附加電路。

1.2 視頻編解碼電路設(shè)計(jì)

視頻編解碼電路主要包括視頻編解碼電路和視頻壓縮／解壓芯片AT2042。其中，AT2042主要負(fù)責(zé)對(duì)數(shù)字視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行硬件壓縮和解壓縮，而視頻編解碼電路則是基帶模擬視頻信號(hào)和AT2042之間的一個(gè)接口電路，它包括一個(gè)視頻編碼芯片和一個(gè)視頻解碼芯片，主要負(fù)責(zé)視頻數(shù)據(jù)的模／數(shù)和數(shù)／模轉(zhuǎn)換，以及數(shù)字視頻信號(hào)格式的轉(zhuǎn)換。在壓縮編碼過(guò)程中，輸入的NTSC／PAL／SECAM視頻信號(hào)先經(jīng)過(guò)視頻解碼芯片進(jìn)行前端處理，產(chǎn)生符合AT2042視頻接口標(biāo)準(zhǔn)的8 b ITU-R BT.656數(shù)字視頻信號(hào)。在外部主CPU的控制下，該數(shù)字視頻數(shù)據(jù)由壓縮／解壓芯片AT2042進(jìn)行硬件壓縮編碼，產(chǎn)生的編碼數(shù)據(jù)流通過(guò)芯片內(nèi)部集成的Mux FIFO接口輸出。網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器的解壓縮編碼是壓縮編碼的逆過(guò)程，需要解壓的數(shù)據(jù)流通過(guò)AT2042內(nèi)部集成的Demux FIFO接口輸入。視頻采集接口框圖如圖3所示：