基于DSP的视频监控系统硬件设计
2012/9/13 10:09   中国安防行业网      关键字:数字信号处理器,视频监控      浏览量:
提出一种基于DSP的视频监控解决方案。系统设计加入FPGA模块。使得设计方便、灵活,可广泛应用于工业控制、交通系统和数字视频展台等领域。该系统主要由电源、视频信号处理、FPGA和外围接口等4个功能模块组成,主要介绍这4个模块的硬件电路设计。该设计方案已成功应用于数字视频展台产品设计中。

    一、引言

    目前视频监控广泛应用于安防监控、工业监控和交通监控等领域。视频监控系统大致经历3个阶段:首先是基于模拟信号的电视监控系统,其功能单一、易受干扰且不易扩展;随后出现基于PC机的图像监控系统,其终端功能较强,但价格昂贵,稳定性差;近年来,随着嵌入式技术成熟,嵌入式视频采集处理系统具有可靠性高、速度快、成本低、体积小、功耗低、环境适应性强等优点。基于嵌入式系统的上述诸多优点,这里提供一种基于DSP的视频监控系统解决方案。

    二、系统硬件设计

    1、系统整体硬件结构目前视频监控广泛应用于安防监控、工业监控和交通监控等领域。视频监控系统大致经历3个阶段:首先是基于模拟信号的电视监控系统,其功能单一、易受干扰且不易扩展;随后出现基于PC机的图像监控系统,其终端功能较强,但价格昂贵,稳定性差;近年来,随着嵌入式技术成熟,嵌入式视频采集处理系统具有可靠性高、速度快、成本低、体积小、功耗低、环境适应性强等优点。基于嵌入式系统的上述诸多优点,这里提供一种基于DSP的视频监控系统解决方案。整个系统硬件设计由电源、视频信号处理、FPGA和外围接口等模块组成。其中。图像处理模块接收CCD图像传感器传送的模拟视频信号。并把模拟视频信号模数转换成数字信号。由DSP处理所转换的数字信号,再转换为标准的YUV4∶2∶2格式的数字视频信号,并将获得的数字视频信号送至FPGA模块,对YUV数字信号进行处理。从而产生标准的SVGA格式,帧频为60Hz的行、场同步信号。图1为该系统硬件设计框图。

    2、电源模块

    电源模块将外部输入的12V直流电源转换成系统各模块所需工作电压。CCD图像传感器所需电压为15V和-7V,DSP所需电压为3.3V和5V。FPGA所需电压为1.2V、2.5V和3.3V。本设计采用MOTOROLA公司的DCDC电源转换器MC34063A将12V直流电压转换成5V直流电压,选用TeXasIastrument8公司的电源转换器TPS75003将5V直压电源转换成1.2V、2.5V和3.3v直流电压。而CCD图像传感器的工作电压则由NE555和78L15产生。

    3、图像处理模块

    (1)图像采集

    本设计图像采集电路将CCD传感器输出的模拟视频信号转换成离散的模拟视频信号。再对模拟信号进行相关双采样、自动增益控制处理后,传输至DSP转换

    为数字信号。具体工作流程:系统上电复位后,DSP(CXD3142)产生控制信号驱动CCD图像传感器。把光信号转换成PAL制式的模拟视频信号。并把该信号输入到CXA2096N的引脚DIN和PIN引脚。此时,在引脚SHD和SHP的控制下对输入信号进行相双采样。当SHD信号的下降沿到当SHP信号的下降沿到来时,再采样PIN引脚的预加电平信号,将这两路信号送到CXA2096N内部的自动增益控制电路,经差运算后输出。再对输出信号进行黑电平箝位、预消隐等处理,然后由CXA2096N的DRVOUT引脚输出。DSP产生CXA2096N的工作时序。

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