采用FPGA實(shí)現(xiàn)視頻監(jiān)視

視頻數(shù)據(jù)壓縮有很多不同的標(biāo)準(zhǔn)。所采用的壓縮標(biāo)準(zhǔn)對(duì)硬件系統(tǒng)要求有影響，包括存儲(chǔ)器、數(shù)據(jù)速率和存儲(chǔ)容量等。最流行的壓縮技術(shù)包括JPEG、H.263、Motion JPEG, MPEG和Wavelet。而H.26?的壓縮效率較高，下一代監(jiān)視系統(tǒng)很可能采用這種標(biāo)準(zhǔn)。在帶寬受限的網(wǎng)絡(luò)中傳送高質(zhì)量視頻信號(hào)時(shí)，效率扮演了重要角色。例如，6?0 x 480象素30fps的彩色傳輸需要26Mbytes/s的數(shù)據(jù)速率。必須降低(壓縮)速率，使其能夠在雙絞線或者銅纜中傳輸。

有兩種類型的視頻壓縮速率：固定比特率(CBR)和可變比特率(VBR)。對(duì)于帶寬有限的實(shí)時(shí)通信信道，CBR限制了數(shù)據(jù)速率，當(dāng)圖像中出現(xiàn)高質(zhì)量的移動(dòng)細(xì)節(jié)時(shí)，會(huì)降低圖像質(zhì)量，導(dǎo)致顯示圖像中出現(xiàn)圖像塊。VBR根據(jù)是否出現(xiàn)圖像移動(dòng)來(lái)調(diào)整速率，這對(duì)于視頻監(jiān)視系統(tǒng)存儲(chǔ)非常有用。支持VBR的H.26?壓縮在安全視頻存儲(chǔ)方面效率最高。

此外，在壓縮方法上，其他視頻圖像處理技術(shù)提高了視頻流預(yù)處理和后處理的視頻質(zhì)量。由于分辨率的提高，以及壓縮技術(shù)的進(jìn)展，對(duì)高性能的需求在不斷增長(zhǎng)，同時(shí)還要保持體系結(jié)構(gòu)的靈活性，方便進(jìn)行快速更新。隨著技術(shù)的成熟和產(chǎn)量的提高，降低成本將成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。圖3是使用FPGA和ASSP的典型視頻監(jiān)視系統(tǒng)設(shè)置。

系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)選擇包括標(biāo)準(zhǔn)單元ASIC、ASSP，以及數(shù)字信號(hào)處理(DSP)或者介質(zhì)處理器和FPGA等可編程解決方案。這些方案各具優(yōu)缺點(diǎn)，最終選擇取決于最終設(shè)備要求和方案的可行性?？紤]到上面介紹的發(fā)展趨勢(shì)，理想的監(jiān)視體系結(jié)構(gòu)應(yīng)具有以下特征：高性能、靈活性、易于更新、低開(kāi)發(fā)成本，隨著應(yīng)用的成熟和產(chǎn)量的提高，能夠通過(guò)移植降低成本。