基于DM642的定位视音频采集器的系统设计与实现

是每30 ms一帧， 为实现视音频和定位信息的同步， GPS间隔也设置为30 ms， 而实际的GPS 刷新速率为1次/ s， 因此需要通过经纬度内插的方式进行GPS 定位信息与视频图像的匹配。为压缩视频速率实现无线实时播放且实现视音频的同步， 视频编码设置为90m s一帧， 视音频编码的对应关系为1：3。

图6 系统软件流程图

3. 2 GPS数据的采集

系统中采用查询方式读取TL16C752B 中的GPS数据， 由于GPS数据是循环不间断发送， 软件设计时利用了TL16C752B 缓存资源，采用了间断提取的方案以减小对DM642的占用。由于GPS数据传输速率设置为4 800 Baud， TL16C752B 的缓存为64字节， 因此只要以小于133ms的时间间隔去读取TL16C752B中的GPS数据， 总能避免GPS 数据的覆盖。由于编码3帧G. 723. 1音频的时间为90ms， 小于133ms， 因此每90ms读取GPS数据1次， 读取11~ 12次后就可以完整的读完一组GPS数据。

3. 3 音视频数据的采集和编码

音频数据的采集由M cASP完成， 将采集缓存长度设置为480字节， 采集速率设置为8 kHz， 量化比特数设置为16 bi，t 则每30 ms将会返回一个采集缓存满的标志， 通过查询读取该标志可以实现音频数据的无丢失采集。视频数据的采集由EDMA 完成，发送视频采集指令后，由EDMA 完成将视频采集的原始视频数据搬移到指定内存。因此视音频数据的采集都不会占用DM642 的资源。G. 723. 1 的音频编解码是将ITU T 的参考程序移植并优化使用，经测试优化后的G. 723. 1的编码时间小于5ms。

H264的视频编码采用Seed公司的H264库， 该库支持C IF( 352* 288) 100 kb it / s到800 kbit / s的编码速率， D1( 704* 576) 500 kbit/ s到4 000 kbit/ s的编码速率。程序中， 硬盘存储采用D1、2. 4M 编码，网络传输采用C IF、300 kbit/ s编码， 经测试CIF 编码时间小于5m s， D1编码时间小于11m s。

3. 4 硬盘数据存储

系统中采用的硬盘操作方式是直接输入输出方式( PIO)， 为了防止每帧存盘占用过长的系统时间， 因此存盘任务采取了存盘缓冲的方案， 当缓冲区数据足够大时， 方进行硬盘操作。为防止硬盘文件过大， 超出了FAT32的存储范围(小于4 Gbyte)， 采取了当存盘文件大于800MB时， 重建一个序号相连的文件的方案。经测试硬盘读写速度最高可达到11. 8Mbyte / s， 因此完全可以满足系统存储速度约为3Mbyte / s的要求。

3. 5.网络数据传输

系统中的网络操作采用T I公司的NDK 库，该库支持TCP、UDP、HTTP等常见的网络协议。该库的处理能力为每b it / s需要1. 66 个处理周期， 以300 kb it / s的平均传输速率计算， 每帧需要492 k个处理周期， 系统中DM642 运行速率为600 MH z， 则平均每帧发送时间为0. 82 ms。为了实现实时播放， 系统中以UTP 协议传输编码后的数据， TCP 协议传输网络控制指令。

4 测试结果和结论

图7为车载环境下的实时传输到服务器并显示的结果图。系统测试采用了步行和车载两种模式， 步行路线为南京师范大学1号门到3号门， 步行速度为5 km /h， 车载路线为南京师范大学1号门到中北校区， 车载速度为60~ 80 km /h， 网络传输采用江苏电信的EVDO网络。通过测试证明了该采集器能很好的采集存储定位视音频数据， 在步行和车载环境下能通过EVDO网络传输的实时传输定位视音频数据。

图7 测试结果图

本采集器实现了定位视音频的网络直播， 提供一个更丰富及时的地理信息系统环境。除此外本采集器的采集数据可以为实景地图和3D 场景地图的构建提供素材， 还可以实现基于地理定位信息的视音频分割和检索， 将极大的丰富地理信息系统的应用。