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摘要：视频监控系统充分融合了数字视频技术、网络通信技术以及计算机技术，具有很强的操控管理性、通讯实时性，在诸多领域当中获得了广泛应用，显示了其重要作用。本文主要以可编程片上系统（System on Programmable Chip，SOPC）作为基础开发平台，分析并探讨了基于SOPC视频监控系统的设计方案。实践证明，该系统具有良好的系统可拓展性、较高的运行可靠性以及较强的信息处理能力。
关键词：SOPC（可编程片上系统） 视频监控系统 设计方案
1007-9416（2012）11-0025-01
1、前言
视频监控是一个结构复杂、功能多元化的系统，它由多个功能单元构成，例如，图像显示功能单元、图像存储传输功能单元、视频图像处理功能单元、图像信号采集功能单元。以SOPC技术为基础平台的视频监控系统能够具有很强的应用功能，不仅能够对视频信息进行快速处理，还具备了软硬件编程能力，提高了整个系统的实时处理能力、系统可拓展水平。笔者在本文中重点分析并探讨了基于SOPC视频监控系统的设计方案，希望能够为有关人士提供有益借鉴。
系统总体上便划分为视频采集功能模块、视频解码功能模块、视频处理功能模块、视频显示功能模块、视频缓存功能模块以及网络传输功能模块。不同的功能模块分别负责不同的职责范围，具体而言：视频采集功能模块主要负责采集摄像头模拟视频信号，视频解码功能模块主要负责实现模拟视频信号向数字视频信号的转变，视频处理功能模块主要负责把获得了格式为ITU-R656的视频信息转变为格式为RGB的视频信息，视频显示功能模块主要负责视频信号在本地显示器上的显示，视频缓存功能模块主要负责将格式转换之后的视频信息进行缓冲存储处理，网络传输功能模块主要负责视频信息的快速传输。
参考文献
何志文.基于SOPC的视频监控系统设计与实现[J].舰船电子工程，2009年05期.
Philipp Lutz. Device drivers and Test application for a SOPC solution with Nios II softcoreprocessor and μCLinux. University of Applied Sciences，Augsburg，2008，05：1-54.
[3]安峰，陈小平.嵌入式Web Server中EGI技术的应用[J].单片机与嵌入式系统应用，2006年第10期.
[4]欧洁云，黄皎，陆晓春，嵌入式网络化仪表监控系统的设计[J]，河海大学常州分校学报，2005年第4期.
关键词：SOPC（可编程片上系统） 视频监控系统 设计方案
1007-9416（2012）11-0025-01
1、前言
视频监控是一个结构复杂、功能多元化的系统，它由多个功能单元构成，例如，图像显示功能单元、图像存储传输功能单元、视频图像处理功能单元、图像信号采集功能单元。以SOPC技术为基础平台的视频监控系统能够具有很强的应用功能，不仅能够对视频信息进行快速处理，还具备了软硬件编程能力，提高了整个系统的实时处理能力、系统可拓展水平。笔者在本文中重点分析并探讨了基于SOPC视频监控系统的设计方案，希望能够为有关人士提供有益借鉴。
2、SOPC技术简析
SOPC（System on Programmable Chip，可编程片上系统）的最先提出者是Altera公司，而后经过多年的发展之后，该公司的技术成熟度也是最高的。所谓的SOPC是SOC（System on Chip，片上系统）的一种解决方案，其技术基础是FPGA（FieldProgrammable Gate Array，现场可编程逻辑门阵列）。SOPC技术实现了单片FPGA芯片集成DSP模块、各种控制器模块、I/O接口、存储器以及微处理器等功能的突破，形成了一个能够进行编程的SOC，进而获得了软硬件编程能力、系统设计高度灵活的优势。以FPGA芯片为基础的SOPC技术能够获得优于普通SOC技术数倍的高效性和灵活性。SOPC技术的设计要相当“亲民”，一般的电子工程师借助于EDA软件均能够完成SOPC的设计方案，不像普通SOC设计那样需要以大量的资金、人才、知识作为依托。3、基于SOPC的视频监控系统硬件设计
本系统所采用的微处理器为ALTERA公司的软核处理器Nios II CPU，摄像头采集的模拟视频信号通过DE2开发板的Vedio-In端口输入，经过视频解码芯片ADV7181B解码转换成符合ITU-R656标准的数字视频信号，再将符合ITU-R656标准的YcbCr信号转换成RGB信号。转换得到的RGB信号通过视频压缩模块进行压缩处理后，通过网络采用UDP的方式发送给客户端，或者客户端通过IE浏览器访问开发板的Web怎么写作器，在Web网页中显示监控画面，也可以在本地的VGA显示器中显摘自：学术论文网www.udooo.com
示，同时也可以通过Web页面配置系统，设置系统IP等信息。系统总体上便划分为视频采集功能模块、视频解码功能模块、视频处理功能模块、视频显示功能模块、视频缓存功能模块以及网络传输功能模块。不同的功能模块分别负责不同的职责范围，具体而言：视频采集功能模块主要负责采集摄像头模拟视频信号，视频解码功能模块主要负责实现模拟视频信号向数字视频信号的转变，视频处理功能模块主要负责把获得了格式为ITU-R656的视频信息转变为格式为RGB的视频信息，视频显示功能模块主要负责视频信号在本地显示器上的显示，视频缓存功能模块主要负责将格式转换之后的视频信息进行缓冲存储处理，网络传输功能模块主要负责视频信息的快速传输。
4、基于SOPC的视频监控系统软件设计
基于SOPC的视频监控系统软件设计方案是整个体系设计方案当中非常重要的一个部分，本文将其简单划分为应用程序开发、设备驱动开发这两个大部分。其中，应用程序开发主要包括系统主程序开发和子系统程序开发，设备驱动开发主要包括基于底层硬件特征的程序开发，其主要目的是为应用程序对硬件的访问提供交流媒介。监控视频数据发送程序是应用程序开发的重点，其数据发送方式为UDP；而CGI程序需要在Web怎么写作器上面运行，因而能够在Web页面显示各种视频信息，同时，CGI程序能够对监控系统进行配置，并定时更新Web页面上面的视频信息。设备驱动程序直接怎么写作于底层的系统硬件设备，能够依照硬件设备工作方式的不同完成各种相应的操作来确保系统可以保持正常的工作状态，例如，设备寄存器的读写、物理内存向虚拟内存的映射、中断处理、DMA通信以及设备轮询等等。通过设备驱动程序，应用程序如果想要硬件完成某项工作，则只需对相应的应用编程接口进行调用即可。5、相关展望
该系统视频监控系统还存在着很多不足，例如功能有限、成本过高等，需要进行进一步的克服。首先，系统开发是在局域网环境中，如果需要通过网络传输视频数据，视频数据未经压缩，则传输数据量较大，占用较大的网络带宽，视频监控图像的实时性也不能得到保障。因此需要采用相关视频压缩算法，进行视频数据的压缩处理。其次，系统硬件平台优化设计，降低系统成本。如果要开发成熟视频监控系统的产品，则需要对系统硬件平台进行优化设计，降低系统硬件成本。参考文献
何志文.基于SOPC的视频监控系统设计与实现[J].舰船电子工程，2009年05期.
Philipp Lutz. Device drivers and Test application for a SOPC solution with Nios II softcoreprocessor and μCLinux. University of Applied Sciences，Augsburg，2008，05：1-54.
[3]安峰，陈小平.嵌入式Web Server中EGI技术的应用[J].单片机与嵌入式系统应用，2006年第10期.
[4]欧洁云，黄皎，陆晓春，嵌入式网络化仪表监控系统的设计[J]，河海大学常州分校学报，2005年第4期.