基于StrongARM的视频采集与处理系统

像进行压缩，仅当数据发生丢失时才需要重新载入量化表和Huffman码表。这一优点大大降低了系统视频解码时所需要的开销。而且，MJPEG可以分帧存储，这给数据的管理和回放来了方便[4]。

逻辑译码电路：逻辑译码电路需要完成中断请求的译码以及片选信号的译码，并提供降频的时钟信号等。

系统数据处理：当嵌入式操作系统启动时，首先对子系统供电，将视频采集系统的驱动程序载入设备管理器 Device Manager ，然后由应用程序调用MDD层的初始化函数完成如下工作：

(1)通过I2C总线读写A/D转换芯片寄存器进行初始化；

(2)通过地址及数据总线对MJPEG压缩芯片进行初始化处理，装入压缩需要的量化表及Huffman码表；

(3)初始化逻辑译码电路。

初始化完成后，系统采集数据及通道切换都要通过中断请求来完成。对于嵌入式操作系统来讲，此工作方式是合适的。因为基于SA-1110的嵌入式操作系统速度远远高于A/D转换芯片和MJPEG压缩芯片的工作速度，中断请求及中断服务不会给系统带来很大的负荷。系统采用A/D转换芯片和MJPEG压缩专用芯片进行视频数据处理，也就是说对4台摄像机来讲，只能分时地占用这些资源，这就要靠嵌入式操作系统来完成对通道选择的控制及缓存数据的读取。

对A/D转换芯片来说，每完成一帧图像的转换，将输入切换到另一个摄像头上，开始接受下一个摄像头的模拟数据(这一功能由SA-1110对I2C类型的A/D芯片进行控制而实现[5])。因此它源源不断地传出轮流时分的4个摄像头的视频信息。MJPEG压缩芯片则仅仅负责将收到的原始数据进行压缩，并将结果写入缓存FIFO。

当子系统正常工作后，整个系统是中断驱动的。有如下两种中断：

(1)MJPEG芯片对一幅图片压缩完成

这意味着一路摄像机输入的图像已经完成。此时，系统会进行通道选择，将A/D芯片的输入切换到另一台摄像机上。这样，下一帧图像就是另一路摄像机输入的，从而完成了摄像机对A/D转换芯片的时分复用。这一操作通过I2C总线完成，通过对A/D芯片内部寄存器的修改，切换A/D模拟输入的通道。

(2)FIFO半满指示

这意味着缓存正等待操作系统将数据移走，以便新的数据存储。系统将通过数据总线将FIFO中的数据读入指定缓存。

至此，视频数据采集过程已经完成。接下来是对数据的处理，包括分辨数据源(摄像头)、UDP打包处理进行网络发送。这一过程也由嵌入式操作系统完成。远端的服务器可以通过调用函数对摄像头进行调焦、转向等控制。这一功能通过信令通道与嵌入式操作系统之间通信来完成。远端的监控服务器将通过LAN或WAN收到的HDP数据进行处理、解码、显示、管理等。
(3)本系统在网络监控中的应用

基于小型嵌入式操作系统的视频采集传输系统非常适合网络监控的应用。如果数字视频监控系统提供远程访问能力，这意味着世界上任何有通信线路的地方，用户都能够使用PC机，通过网络连接到他们的数字视频服务器，从而选择观看到所需的视频图像。连接的网络既可是局域网也可是广域网，还可以是一个通过电话线的拨号网络。

这样的监控系统框图如图4所示。

本文介绍的基于StrongARM的视频采集和处理系统，采用MJPEG进行图像压缩编码，并使用基于SA-1110的嵌入式操作系统进行本地化数字处理并打包向网络发送，使得数字视频采集系统的所有功能都集成在一个小小的电子设备上。一根电话线、一根电源线、一个手持设备就可以组成一套完整的视频监控系统远端设备，不需要早前的视频采集卡等辅助设备与PC相连。集成度高、多路并行采集。这些特点使得本系统有广泛的应用前景。

参考文献
1 Microsoft Windows CE Device Driver Kit． Microsoft Press Part No.097-0002205 ISBN:1-57231-856-2
2 Intel StrongARM SA-1110 Microprocessor Developer's Manual． June 2000． Intel Company order number 278240-003
3 Intel StrongARM SA-1110 Microprocessor Development Board Manual． June 2000． Intel Company order number 278278-006
4 ZORAN Corporation． ZORAN ZR36060 Datasheet．1998
5 Philips Corporation．Philips SAA71113 Datasheet．1998 Sept 4
6蔡茂国，杨淑雯．基于DSP的远程监控系统的设计与实现．电子技术应用，2001；27(9) 52~54