一种3G移动视频监控系统设计与实现

摘要：本文针对3G 移动视频监控系统面临实时性高、运算量大、带宽低的要求，提出了一种基于DaVinci 技术和3G 网络传输为基础的解决方案。该方案完成了系统硬件详细设计和软件模块化详细设计，实现了OSD 字幕的前端添加功能，并解决了在3G 无线带宽抖动下采用自适应帧码率和QoS 机制，使视频图像流畅稳定。本设计的测试结果表明，能够在3G 低带宽下流畅地进行移动视频监控。

0 引言

在数字化视频监控技术飞速发展的今天，数字化视频监控系统正迅速的深入到各行业，如企业、煤矿、学校、公共场所，为人们的工作和生活带来了一次大变革。由于能够在达芬奇平台中实现数字视频、音频、语音与话音技术，因此达芬奇技术可以为数字化视频监控系统的当前变革打下基础。

与此同时，随着3G 网络的开通，更为高清移动数字化监控系统提供了实现的可能。

本文中要设计的3G移动视频监控系统是一种能提供视频采集、视频数据压缩、联动报警、卫星定位及网络传输功能于一体的一种移动实时视频监控系统。其主要技术瓶颈就在于：①其系统耗时是否能保证其实时性要求，关键为H.264压缩算法耗时。由于嵌入式环境资源的限制，在视频数据的实时性传输和图像质量方面，尤其是多路的情况下，其一直都得不到保证。但是随着达芬奇技术的成熟，其ARM 926EJ-S与DSP C64x+ 的双核架构，H.264 压缩算法独立运行在DSP的 Codec Server 端，解决了系统耗时保证其实时性要求。②其3G 无线网络传输能否保证视频质量及实时性。在保证视频质量及传输实时性要求上，可以从两个方面入手：①缩短视频数据的传输时间，使用当前最高效的H.264 编码技术缩小传输的信息量，采用动态自适应调整视频数据的帧码率来减少传输的信息量，以适应无线带宽及抖动。②实现视频数据传输的QoS 机制，自己设计实现了3G 无线传输的QoS 机制，选用实时传输控制协议RTCP 和RTP 配合使用，能以有效的反馈和最小的开销实现传输效率最佳化，因此保证了视频质量及其实时性。

1 系统架构及工作原理

本系统采用的是由达芬奇处理器（TMS320DM6446）、DDR2SDRAM（MT47H64M16）、NAND FLASH（K9F1208X0C）、视频解码器TVP5150、3G 芯片（中兴MC8360）、GPS 卫星定位芯片加上外围接口芯片的方案。CCD 摄像机采集模拟视频信号传入视频解码器内，进行模/ 数转换， 输出符合ITU-BT.656标准的数字视频信号，然后将数字视频信号传到视频处理子系统的前端进行预处理，将数字视频信号通过本人设计的OSD字幕添加算法加入白底黑边字幕后，经过Codec Engine 编码后通过USB2.0 总线端口送入3G 传输芯片，无线传输到远程视频监控中心；达芬奇处理器检测进行卫星定位命令，通过串口接收GPS 卫星定位信息，然后将GPS 卫星定位信息传入到3G 传输芯片，无线传输到远程视频监控中心，在地图上标定其坐标点及其移动轨迹。DM6446 上的DSP 端主要负责视频编解码工作，ARM 端做为控制视频解码芯片、3G 传输芯片、GPS 定位芯片和外围接口芯片的控制器。系统硬件结构框图如图1 所示。

图1 系统硬件结构框图