基于STv0676的网络摄像机解决方案

1、基于stv0676的网络摄像机解决方案网络摄像机相比于pc 摄像机具有在监控和平安等诸多应用领域中不行替代的优势，在将来将具有更广大的进展前景。本文介绍了基于公司stv0676 的网络摄像机系统组成、工作模式以及进展趋势。视频流解决计划的应用正在快速增多，这其中一些缘由包括像sars 这样的疾病对社会的影响、不需要出差的可视会议以及平安/监控等应用。视频流计划中摄像机是关键设备，过去我们曾听说过pc 摄像机及网络摄像机，但其工作原理有很大的不同。事实上这两个概念向来就与pc 摄像机相关联，但对于网络摄像机来说，将其与pc 联系在一起并不正确。pc 摄像机是指带 接口的摄像机，绝大多数采纳操作系

2、统所提供的标准软件，用于进行视频会议或视频谈天。而在监控技术方面则有两种系统可用，一种是基于ccd 技术并用法模拟传输(pal/ntsc) 的闭路电视摄像机，而另一种则是采纳ccd 或 数字传输的新系统。认真考察一下这两种系统所采纳的技术可以发觉cmos 技术对于该市场具有更大的优势：首先，cmos 摄像机不需要不同的，这意味着电源设计要容易无数；第二，cmos 摄像机最大的优势是集成了时序及，这意味着图像输出已经数字化，这有助于降低系统的整体成本。而在低光芒亮度方面的性能，由意法公司提供的cmos 技术正在逐渐临近我们目前所用法的低亮度优化像素技术的水平。此外，已能执行一些处理算法来协助提高

3、视频处理器的性能。网络摄像机现在让我们来看一看真正的网络摄像机，或所谓的ip 摄像机。除了适合于家庭平安及家庭监控以外，ip 摄像机将不行能取代pc 摄像机。这是由于假如我们想要通过网络来传输视频或视频和音频，则起码需要一些像流媒体服务器这样的设备。假如采纳基于pc 的系统，这种系统要求pc 24 小时开机，这意味着极大的电力铺张以及产生大量噪音。此外，假如我们想要将系统用于家庭用法，这种应用还会降低pc 性能。相反，真正的ip 摄像机是构建在流媒体服务器基础之上，这意味着摄像机拥有自己的流媒体服务器，而无需再用法pc，且只需插入以太网(集线器)，或用法无线以太网即可工作。在图1 中可以发觉，

4、在客户端仅用法了一台pc，该系统的优点是客户可处于世界任何地方，只要有互联网衔接就可以通过摄像机观看并举行控制。该解决计划将具有更多的应用。随着移动电话拥有越来越多的数据通信方式可选，而且速度很快提高，未来有可能摄像机会通过运动检测或噪声检测来发出告警，可通过发送sms 或挺直拨打手机将视频流传输到手机。此概念同样适用于无人值守的办公室状况。其它用途包括将摄像机安装在门上，如有人按门铃，摄像机即会拨打视频电话，您可以通过视频电话开门。图1系统解决计划从技术上考虑，意法半导体与台湾taifatech(台发科技)公司共同合作提供真正的一站式解决计划(见图2)。客户只需修改其希翼在客户端扫瞄器中显示

5、的用户界面即可，假如不修改，则他们能用法默认界面并挺直应用。我们提供的解决计划是基于stv0676 协处理器以及我们的vga 传感器vv6501。该套计划允许通过usb 及所谓的“digiport (数字端口)”来传输视频。我们在该解决计划中所用法的digiport 是一种可将并行数据传输给任何嵌入式系统的(8 位数据及2 位控制)。最大时钟速度为1.5mhz，即每秒最多能传输1.5m 字节数据，这很简单就能传输30fps 的视频。图2图3 为该解决计划组成框图。在图左边，视频处理器挺直与传感器相连，且用来控制全部须要的图像处理功能，如自动白平衡(awb)、自动曝光(ae)、颜色变换阵列(co

6、lour shifting matrix)、曝光区加重、缺陷像素订正及颜色模型计算等。stv0676 可以工作在下面不同的模式来将图像数据输出系统。图3模式a stv0676 采纳usb 模式，通过fifo(先先进先出)挺直将图像数据传送至usb 端口。模式b stv0676采纳主模式，且能将ccir-656 、ycrcb 及rgb 7 位颜色数据流送至digiport 。主模式意味着stv0676 能按照所选帧速率来为数据提供时钟。在此模式下，它可以衔接外部tv 并挺直将信号传送给电视机。模式c stv0676 通过fifo 将rgb24、yuv 及mjpeg 数据流送至digiport。此

7、模式限制1.5mhz 的数据时钟上，但系统将处于从模式，外部控制器将控制全部数据传输。数据动态压缩在嵌入式环境中用法stv0676，意味着在模式c 下用法我们的系统时可以在异步模式下从stv0676 上读出数据，使主 具有足够的性能来处理其他任务。该解决计划的一个内核是4kb 的fifo。以我们所议论的大量数据来说，此容量并不够大，但视频压缩器(vc)有助于解决这个问题。vc 拥有建立动态压缩率挑选的功能，这意味着基于fifo 占空因子的vc 可打算压缩率。例如，当mcu 读数快而fifo 逐渐腾空时，vc 压缩削减，而当mcu 读数慢，fifo 逐渐满时，vc 将尽可能多地压缩。但全部这些都

8、无法避开fifo 溢出或空。fifo 空时将产生空闲告警，而当mcu 太慢以至于不能读数时， fifo 将浮现溢出，且不会发出告警，但视频流并没有停止。事实上这种状况很少发生，由于系统可对数据率举行计算。现在让我们来看一下数据量，按照vga 的辨别率可有以下的计算：每帧的bayer 图案：640×480 = 307,200(像素) yuv 每帧：307,200 ×2b = 614,400b / 1024 (kb) = 600kb。例如，以非压缩模式传送30fps，意味着高达17.58mbps 的数据量。因此，唯一的方法是采纳数据压缩。因为jpeg 压缩是一种动态压缩，故无法

9、100% 地预测大小。例如，您想以10:1 的比例来压缩一帧，这意味着vc 试图达到此比率，但事实上有时很简单达到有时又不能达到。值得一提的是，所计算的数据量不仅仅是在计算器上除以10 那么容易。鉴于此，vc 采纳一种动态调节，故我们能拥有稳定的4kb fifo。因此我们vc 的压缩比大约最大为80:1，但是实际状况是压缩比为30:1 的效果可以接受，而更高则会引起太多的压缩噪声，是不能接受的。故根据30fpsvga 来传输，所需的数据量将为600kbps。本文总结上面系统的实现很简明：先通过传感器捕捉图像，然后stv0676 再处理并挺直将mjpeg 传输给tf - 520 。tf - 520 为单芯片ip 服务器，它只需存储器及以太网phy，而像pci 接口、mac 以及用于tcp/ip 协议栈处理的特别ip 等其他部分都已集成。假如设计成无线方式，则只需将一块minipci wlan 卡与系统相连，并转变固件即可获得一种无线解决计划