传统的嵌入式网络视频监控产品主要存在处理和传输大量图像数据时速度较慢、图像数据占用存储空间过大、实时更新性较差、结构复杂、成本过高等问题。笔者基于Nios II设计了一种低成本、采用H.264编码的嵌入式网络视频监控系统。该系统充分利用FPGA的并行设计结构,对视频数据采用高压缩比的H.264标准编码,能很好地满足视频监控的实时性要求。
2 嵌入式网络视频监控系统现状
嵌入式网络视频监控系统主要分为PC嵌入式和非PC嵌入式两种。其区别主要在于视频监控服务器。PC嵌入式采用工控PC硬件架构,运行嵌入式操作系统,操作系统和应用程序固化在Flash上,以保证操作系统和应用程序的运行稳定性;非PC嵌入式采用专用硬件架构,成本低、效率高、可扩展能力强,成为视频监控系统的主流产品。其实现方案分为以下3种:
1)嵌入式微处理器MCU+ASIC方案
它运行嵌入式操作系统,利用嵌入式微处理器强大的控制能力和外围扩展能力,对各类底层硬件的操作可利用驱动程序来完成,上层的应用程序只需调用相应的API来实现。其缺点在于MCU的处理能力有限,如果在实现任务调度、同步等系统控制功能的同时,一并完成复杂的视频压缩算法,实时性将非常恶劣,这就需要采用专门的视频编码芯片完成视频压缩算法,为此,两个模块之间的同步、逻辑转换会出现问题,通常还需要外加可编程逻辑器件(CPLD)或FPGA来解决,其复杂度、体积和功耗都大大增加。