adv612在交通監(jiān)控4路視頻光纖傳輸系統(tǒng)中的應(yīng)用

adv612在交通監(jiān)控4路視頻光纖傳輸系統(tǒng)中的應(yīng)用

與模擬視頻信號相比，數(shù)字視頻信號可以編輯和存儲，并且具有很強(qiáng)的抗干擾性。然而，未經(jīng)壓縮的數(shù)字視頻信號的色散率非常大。例如，對于pal信號，有兩種正常的數(shù)字化方法。第一種是直接使用4倍負(fù)荷波的頻率（約17.7mhz）將信號的接收頻率直接采樣，并根據(jù)每個采樣點的8倍進(jìn)行量化，其色散率為141.6ms。第二種是使用ccir-601標(biāo)準(zhǔn)對顯示噪聲信號進(jìn)行4:2:2的采樣，即用13.5mhz采樣亮度信號，然后用6.75hz采樣兩個色度信號。總數(shù)字率為13.58。268。75846毫米汞柱。s。這種高的碼率仍然可以接受視頻光刻存行系統(tǒng)。然而，如果進(jìn)行多相信流傳輸，端點設(shè)備中的設(shè)備、檢測器和pin的帶寬的要求就非常高，并且在板場的設(shè)計中有很大的困難。因此，有必要降低代碼率。系統(tǒng)采用adv612芯片，通過在每條水道上傳輸四個高質(zhì)量的視頻信號來傳輸普通光學(xué)設(shè)備。1adv652簡介ADV612是ANOLOG公司生產(chǎn)的低功耗單片實時壓縮視頻編解碼芯片,其主要理論基礎(chǔ)為小波變換、游程編碼及霍夫曼編碼.它能實時地對包括PAL和NTSC在內(nèi)的視頻信號進(jìn)行壓縮和解壓縮,壓縮比可以從4:1(視覺無損的)～7500:1,且具有精確的壓縮比特率控制.與AD公司前期產(chǎn)品ADV601相比,ADV612采用硬件丟幀技術(shù),可獲得更高的壓縮比.并且新增了“質(zhì)量盒”功能,“質(zhì)量盒”內(nèi)的圖像用小壓縮比或不壓縮,而對外面部分圖像用高壓縮比,從而使“質(zhì)量盒”內(nèi)的圖像達(dá)到需要的清晰度.ADV612主要由8個功能塊組成如圖1,其中3個為接口塊,5個為處理塊.接口塊包括數(shù)字視頻I/O端口、主機(jī)I/O端口以及DRAM管理器;處理塊包括小波變換核、片內(nèi)變換緩存、可編程量化器、游程編碼和霍夫曼編碼,具體功能如下.1i.o輸入提供實時非壓縮視頻接口以支持不同的數(shù)字視頻格式;2fifo接口電路設(shè)計負(fù)責(zé)與主機(jī)交換控制數(shù)據(jù)、狀態(tài)數(shù)據(jù)和壓縮視頻數(shù)據(jù).內(nèi)部有512×32bit的FIFO用來在主機(jī)和霍夫曼編碼器之間緩沖壓縮視頻數(shù)據(jù)流.接口寬度可選擇32bit或16bit;外部計算機(jī)或DSP可以通過此接口訪問ADV612的控制和狀態(tài)寄存器(4個直接寄存器和145個間接寄存器);32民事管理部管理外部DRAM的讀、寫、刷新等操作,外部DRAM用來緩沖和重組量化器的輸入輸出值;4小波變換圖像分塊包括水平方向和垂直方向的濾波器組、抽取器和內(nèi)插器,使用有效的小波基函數(shù)對整場圖像進(jìn)行變換.與MPEG中使用的DCT算法相比,小波變換不需要對圖像分塊,避免了在高壓縮比下的方塊效應(yīng);51電影內(nèi)容的轉(zhuǎn)換保存內(nèi)置的SRAM為小波變換提供數(shù)據(jù)存儲和延遲;6反量化控制數(shù)據(jù)用來量化小波系數(shù).壓縮時,量化控制數(shù)據(jù)是由計算機(jī)或外部DSP計算得到的;解壓時,反量化控制數(shù)據(jù)是從壓縮數(shù)據(jù)流中釋放出來的.計算機(jī)或DSP是通過每一場圖像各子塊的統(tǒng)計信息以及系統(tǒng)設(shè)計的目標(biāo)比特率來計算分配給每個子塊的量化步長(binwidth),從而控制壓縮數(shù)據(jù)的比特流恒定;7旅行代碼對小波變換并量化后的數(shù)據(jù)中連續(xù)的“0”進(jìn)行有效的編碼壓縮;8adv652視頻編碼用片內(nèi)ROM中存儲的3個霍夫曼編碼表對游程編碼后的壓縮視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行霍夫曼編碼.ADV612是為實時視頻應(yīng)用而設(shè)計的,所能達(dá)到的最大碼速率為13.5MHz.ADV612的輸入電壓為4.5～5.5V,輸入電壓最大時,其電流為0.11～0.27A.工作環(huán)境溫度為:-25～85℃.2頻信號質(zhì)量達(dá)多級質(zhì)量制主觀評價標(biāo)準(zhǔn)本系統(tǒng)主要應(yīng)用于高速公路收費站的遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控,要求無中繼傳輸距離大于50km,要求視頻信號質(zhì)量達(dá)到五級質(zhì)量制主觀評價標(biāo)準(zhǔn)的3.5分以上.系統(tǒng)由發(fā)射機(jī)和接收機(jī)2大部分組成,發(fā)射機(jī)完成模擬彩色全電視信號的數(shù)字化、視頻壓縮、光纖信道編碼和電光轉(zhuǎn)換;接收機(jī)接收來自光纖的光信號,完成光電轉(zhuǎn)換、光纖信道解碼、視頻解壓縮和數(shù)模轉(zhuǎn)換,輸出標(biāo)準(zhǔn)模擬彩色全電視信號.2.1adv652數(shù)據(jù)處理發(fā)射機(jī)框圖如圖2所示.由攝像頭輸出的模擬PAL視頻信號經(jīng)SAA7111后被解碼并轉(zhuǎn)換為CCIR-656國際標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字視頻,經(jīng)ADV612進(jìn)行小波變換壓縮編碼.DSP分時地處理各路數(shù)據(jù),在場回掃期間(約1.2ms)讀取各路圖像的子帶統(tǒng)計數(shù)據(jù),計算量化控制數(shù)據(jù)并回送給ADV612;在場正程掃描期間讀取并處理壓縮視頻數(shù)據(jù).最后,經(jīng)并/串轉(zhuǎn)換、信道編碼、光功率控制后通過激光器發(fā)送.2.2dsp視頻流的獲取接收機(jī)框圖如圖3所示.接收機(jī)是發(fā)射機(jī)的逆過程,由PIN接收到的光信號經(jīng)過放大整形、信道解碼、串/并轉(zhuǎn)換后送入DSP處理并分時地送到各片ADV612進(jìn)行解壓縮.此時,DSP不再需要計算量化控制數(shù)據(jù),所有的量化控制信息已經(jīng)包含在壓縮視頻數(shù)據(jù)流中,ADV612會自動提取使用.解壓縮后的CCIR-656視頻流送入ADV7175轉(zhuǎn)換并編碼為720×28850f/s的PAL模擬視頻信號送監(jiān)視器.2.3數(shù)據(jù)通訊的傳輸值得一提的是SAA7111和ADV7175都是I另外,交通監(jiān)控系統(tǒng)要對監(jiān)控點的攝像機(jī)云臺進(jìn)行控制,需要由主控室向監(jiān)控點發(fā)送控制數(shù)據(jù).因為控制數(shù)據(jù)的數(shù)碼率一般比較低,不適合光纖信道,因此需要經(jīng)脈沖編碼調(diào)制后發(fā)送,其需要的反向信道可以用二波分的復(fù)用器實現(xiàn).3視頻質(zhì)量分析基于ADV612的4路視頻光纖傳輸系統(tǒng)能實時、高質(zhì)量地壓縮并傳輸圖像,由于所用的壓縮比不需要太高(約8～16倍),