嵌入式視頻網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的開發(fā)及其應(yīng)用

摘    要：本文詳細(xì)介紹了一套嵌入式視頻網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器系統(tǒng):視頻數(shù)據(jù)壓縮部分由MPEG-X協(xié)議的ASIC芯片完成,嵌入式CPU只負(fù)責(zé)控制。它采用了壓縮與控制分離的方式，提高了系統(tǒng)的靈活性和整體性價比。最后，本文給出了該視頻服務(wù)器在校園親子監(jiān)控系統(tǒng)中的一個應(yīng)用實例。
關(guān)鍵詞：MPEG-X； RISC CPU； 親子監(jiān)控系統(tǒng)

引言
近幾年隨著嵌入式技術(shù)的蓬勃發(fā)展，出現(xiàn)了基于嵌入式視頻服務(wù)器技術(shù)的遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控設(shè)備。嵌入式視頻服務(wù)器的主要工作原理是：模擬視頻信號經(jīng)A/D后，采用MPEG-2或MPEG-4協(xié)議壓縮，然后將壓縮后的視頻數(shù)據(jù)打包，傳送到網(wǎng)絡(luò)上。用戶可以直接用瀏覽器或者客戶端專用軟件觀看視頻服務(wù)器上的圖像，授權(quán)用戶還可以控制攝像機(jī)云臺鏡頭的動作或?qū)υ撉度胧较到y(tǒng)進(jìn)行配置。壓縮部分可以采用專用的硬件芯片或由嵌入式CPU進(jìn)行軟壓縮實現(xiàn)。如果采用后者，則要求該CPU有較強(qiáng)的運(yùn)算功能。
嵌入式視頻網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器主要可以應(yīng)用于城域教育網(wǎng)、遠(yuǎn)程網(wǎng)上培訓(xùn)、網(wǎng)絡(luò)電視/電臺、實時數(shù)字監(jiān)控、遠(yuǎn)程視頻會議等領(lǐng)域。
 
軟壓縮視頻服務(wù)器
已有的視頻服務(wù)器采用CPU軟壓縮方式(見圖1)。4路模擬視頻數(shù)據(jù)接入到視頻解碼器上，然后解碼器將數(shù)字化后的視頻流數(shù)據(jù)傳送給CPU——PNX1300， MPEG壓縮協(xié)議存儲在Flash上，PNX1300將視頻數(shù)據(jù)壓縮后，輸出給以太網(wǎng)控制芯片，然后視頻數(shù)據(jù)通過RJ-45端口上傳到以太網(wǎng)上。
PNX1300是Philips公司專為多媒體應(yīng)用而優(yōu)化設(shè)計的高性能低功耗芯片，其內(nèi)核為32位通用VLIW結(jié)構(gòu)的DSP ?？梢暂^好地實現(xiàn)音視頻壓縮和解壓縮算法。
但軟壓縮速度比硬壓縮慢，而且要實現(xiàn)MPEG-X壓縮協(xié)議，工作量非常大。另外，協(xié)議升級代價也很大。

硬壓縮視頻服務(wù)器
針對軟壓縮視頻服務(wù)器的這些缺點(diǎn)，本文設(shè)計開發(fā)了采用硬壓縮芯片的視頻服務(wù)器，如圖2所示。
多路視頻數(shù)據(jù)的采集、A/D及傳輸格式
攝像機(jī)的模擬視頻信號輸入到視頻解碼器后，轉(zhuǎn)換為數(shù)字視頻信號。以Philips的SAA7113為例，說明視頻解碼器解碼后的數(shù)據(jù)格式。
SAA7113支持NTSC/PAL/SECAM制式，A/D精度是9位，并行8位輸出。在PAL制式下每一幀模擬視頻信號數(shù)字化后的輸出圖像大小是1728