ADV611共有84个数据寄存器和若干状态、控制字寄存器。其中,数据寄存器是片内FIFO的映射,用于存储经小波变换后的图像压缩数据(编码和解码过程各需要42个),以供自适应量化和熵编码进一步数据压缩。ADV611在片内集成了一些状态和控制字寄存器,它们都是间接寄存器,ADV611对它们进行统一编址,主机不能直接访问间接寄存器。为访问片内FIFO和间接寄存器,ADV611还设置了一组可由主机直接访问的4个32位直接寄存器,由两位地址线来选择。
中断控制和状态寄存器的高16位是控制位,设置引起ADV611向主机发出中断的条件,低16位是状态位,反映触发当前中断的原因。
1.3 高清晰度取景框
ADV611具有高清晰度取景功能,允许一帧中某一矩形区域相对于其它区域有较低的压缩比,或完全不进行压缩。矩形区域的位置和大小以及与背景的对比度由主机通过ADV611的主机接口输入控制字来控制。该功能为用户在不影响压缩比的情况下选取某一感兴趣的区域作高清晰度显示提供了捷径,这也是ADV611特别适用于监控场合的主要原因。
1.4 硬件实现小波变换
ADV611的小波变换模块采用硬件编码方式实现了基于Morlet小波的双正交小波基(7,9)的小波变换和逆变换,每场独立进行子带编码,通过滤波将一帧视频分成42个可分离的频带,然后再进行压缩,色度分量占总频带的2/3即28个频带,亮度分量占剩下的14个频带。ADV611片内集成了一片SRAM,用作变换时的高速数据缓存,保证视频信号能实时处理。
1.5 工作原理
ADV611编码时从它的数字视频接口接收未压缩的数字视频信号,经小波变换和帧抽取、送入量化器进行系数量化、再经游程编码和Huffman 编码,产生压缩后的数据流,送入集成于片内的512×32位大小的FIFO缓存区,一旦FIFO的数据量达到主机在寄存器里的预置值时,ADV611就发出中断请求信号,从它与主处理器的接口输出压缩数据比特流。 解码过程与之相反,压缩数据由主机送入FIFO,解码后产生标准的视频分量从数据视频接口输出。
2 用ADV611实现多路视频监控系统的方法
该系统采用ADV611芯片,配以相应的外围电路,包括多路视频信号实时采集、监视、存储,回放部分通道信号的电路(可选择性地回放某一路信号,最多同时回放4路信号)。实现了由一台计算机控制、存储多路数字视频信号的功能(目前最多可达16路),考虑到客户的不同要求,我们设计了2种设计方案,一种是在1块印制电路板上实现2路视频信号实时采集、存储、回放的功能,系统结构图如图3所示。另一种是在1块印制电路板上实现4路视频信号实时采集、存储、回放的功能,系统结构图省略。这两种方案都是用高分辨率显示墙作为实时监控视频显示部分。
2.1 监控系统的工作原理
ADV611支持PHILIS公司的SAA系列视频芯片,只要附加1片SAA7111就可实现复合视频信号的数字化,将摄像机输入的PAL制式模拟视频信号转换成符合CCIR656建议的ADV611支持的数字视频信号,该信号送入YUV分离电路进行亮度和色度信号分离,送入亮度控制和色度对比度控制电路,经亮度色度处理后的YUV信号输入到压缩解压缩核心单元实现小波变换,压缩后的数据缓存到ADV611中的数据缓存区,主机通过PCI接口单元(S5933)取走数据,S5933完成PCI总线到用户逻辑的桥接器功能。