目前将摄像机拍摄的图像传送到计算机中进行播放、处理主要有两种方式：一是通过图像采集卡；二是利用摄像机自带的usb接口。第一种方式虽然可以保证图像采集的实时性，但不能脱离计算机单独工作，应用领域有局限性；后一种方式在图像传输实时性和图像播放质量上又不尽人意。随着网络技术的发展，使网络接入技术直接嵌入到摄像机中成为可能。本文介绍一种基于dsp芯片和嵌入式微控制器的网络数字摄像系统。该系统内部集成了图像传感芯片和数字图像处理芯片，不需要借助计算机，直接连接到互联网上(见图１)，向互联网上的计算机传输高质量的实时视频图像，根据网络通信状况和计算机的命令改变传输图像的分辨率和帧率等指标。该系统硬件集成度高、图像传输实时性好、操作简单、控制灵活。

该系统包括两大部分：图像处理模块和netmcu模块。系统框图见图２。由图像处理模块负责对图像进行采集和压缩，先将模拟图像信号转变成yuv格式的数字信号，然后由dsp芯片按照jpeg标准进行图像压缩编码。ne tmcu模块将接收到的压缩图像数据按tcp/ip协议打包，发送至互联网的计算机上，并接收计算机传来的控制命令，对系统进行配置。以下分别介绍各个模块的工作原理和软件设计方法。

１ 图像处理模块

１．１ 芯片介绍 图像采集芯片采用omnivision公司的cmos彩色图像传感器ov6620[１]。在它内部集成了一个356×292的彩色图像阵列。该图像传感器能对所拍摄的图像进行预处理，包括自动曝光控制、自动白平衡调节、gamma校正、自动图像增强；并可通过与dsp芯片相连的串行通信接口，对传感器内部的92个寄存器的参数进行设置。

图像压缩芯片采用ti公司的tms320vc5416[2]定点运算数字信号处理器(dsp)，其内部采用一种改进型的哈佛总线结构(一条程序总线，三条数据总线)，数据总线宽度为16
bit。分开的数据和指令空间使该芯片具有高度的并行操作能力，在单周期内允许指令和数据同时存取，再加上其高度优化的指令集，使得该芯片具有很高的运算速度，最高可达
160mips。

vc5416芯片的外部程序存储空间为8m×16bits，外部数据存储空间为64k×16bits。在芯片内部还集成了128k×16bits片上存储器。该芯片具有多种片上外部设备单元，包括一个１６位计时器，一个６通道dma传输控制器，三个带缓冲器的串行通信接口(mcbsp
)和一个8/16位的主机通信接口(hpi8/16)。

１．２ 功能介绍

图像处理模块主要负责模拟图像的采集、数字化、压缩等工作。首先，在系统加电运行后，由netmcu模块对vc5416芯片复位，然后vc5416芯片运行固化在芯片内的bootloader程序，将存储在外部程序存储器上的应用程序复制到内部存储器中，并开始运行应用程序。应用程序的任务主要有以下三个方面：

(１)通过vc5416芯片的１号串行通信接口(mcbsp1)对ov6620的内部寄存器进行参数配置。主要参数包括：将输出图像分辨率设置为352×288，将输出图像帧的速率设置为２５帧／秒，将数字图像的输出格式设置为ｙｕｖ分量４:２:２格式。

(２)将ov6620芯片输出的图像数据利用jpeg算法进行数字图像压缩。在本设计中采用一种改进的jpeg算法[４]。将二维ｄｃｔ变换分解成两次一维快速dct变换。对８×８象素块的dct变换，共需176次乘法和464次加法，比标准dct算法的1024次乘法和896次加法在运算速度上有极大提高。

(３)vc5416芯片通过与ｎｅｔｍｃｕ模块相连的０号串行通信接口(mc bap0)，接收改变传输图像的分辨率、帧速、曝光时间等参数的命令，并及时调整ov6620芯片的内部寄存器参数。

ov6620芯片和vc5416芯片之间存在大量的数据传输，因此在系统中采用一片ａｌｔｅｒａ公司的fpga(ｆｌｅｘ１０ｋ２０)芯片作为数据传输接口，代替vc5416芯片管理外部数据存储区。在ｆｐｇａ芯片中集成了一个512×16bits的fifo和一个存储控制器。通过ov6620芯片输出的图像象素移位脉冲和图像的行、场同步脉冲的控制，将原始图像数据存入ｆｉｆｏ中。由于ｊｐｅｇ图像压缩以８×８象素块基本运算单位，需要存储控制器将ｆｉｆｏ中以行顺序输入的原始图像数据进行存储地址调整，变换成按８×８像素块顺序存入外部数据存储区。同时，由于受ｖｃ５４１６芯片的外部数据存储区容量的限制，存储控制器将一帧原始图像数据分成上下两个半区，各占用一个６４ｋｂ地址空间。当ｖｃ５４１６芯片读数据时，存储控制器会自动在这两个半区之间切换，使得dsp芯片能够处理一帧图像。