卢宏海 　戚文芽

　　摘　要：介绍一种基于MPEG-4的视频压缩编码卡。该板卡为4路的编码PCI卡，将采集到的模拟视频图像以MPEG4的方式进行压缩处理。使用标准PCI2．2的规范，完成有CPU控制板与编码PCI卡之间的通信，使CPU控制板通过一块桥芯片可以访问编码芯片内部寄存器，读出编码芯片压缩的MPEG-4的视频压缩流、音频压缩流。从而使压缩的MPEG-4数据完成远程传输或本地存贮。另一个是完成视频预览功能。该板卡为实现远程实时监控提供了必要的硬件设备，他以最新的MPEG-4压缩方式进行编码，对整个数字监控系统和视频网络传输系统提供了最优化的硬件设计，使视频数据数字化管理更加方便、可靠，也使整个系统在市场竞争中更具有活力。

　　关键词：MPEG-4编解码芯片；视频编码；MPEG-4；Windows操作系统

　　在过去相当长的一段时间内，传统的模拟闭路电视监控系统是场所监控的市场主流产品。但随着信息技术的发展和用户需求的提高，模拟闭路电视监控系统暴露出一些缺陷。主要表现在：传输距离不可能很远、无法远程监视、布线工程量大，特别不适应信息时代的数字化发展趋势。而数字化监控系统的优点恰好克服了模拟闭路电视的局限性，如网络传输视频流、传输距离远、布线不重复、抗干扰能力强、远程监控、查询方便等。

    在安全防范系统蓬勃发展的过程中，监控系统的发展趋势主要体现为：从单一到多样－监控器材日新月异；从简单到智能－计算机技术渗入安防设备的各个领域；从单机到网络－监控系统网络化是必然趋势；从局部到全面－将监控系统融入智能化大楼成为热点。因此，数字化已是监控系统发展的必然趋势。

　　本卡适应了现在数字监控系统的要求，以计算机插卡的形式存在，便于组网、安装、使用和维护。板卡的主芯片采用了4片MPEG-4的编解码芯片，具有Host和PCI接口，并且体积小、处理能力强且功耗低的特点。从而作为一块单独的处理单元，能让研发人员进行自主开发。

　　1　MPEG-4PCI板卡的功能设计

　　我们把MPEG-4PCI板卡的功能设计为：

　　（1）音频A／D

　　完成模拟视频信号到数字视频信号的转换。

　　（2）视频A／D

　　完成模拟音频信号到数字音频信号的转换。

　　（3）音视频同步压缩

　　把输入视频数据流压缩成MPEG-4的数据流，同时音频信号通过MPEG-4编解码芯片的IS接口输入。

　　（4）视频流预览

　　不经过编码的图像可以通过预览口直接输出。

　　（5）告警输入

　　完成外部接口告警信号的输入。

    2　PCI板卡的模块化设计

　　本板卡的总体框图及接口信号示意图如图1所示。

　　本系统由4片A/D芯片（采用Philip公司的SAA7114),4片A/D芯片（采用Burr-Brown公司的PCM1801U），4片MPEG-4编解码芯片（Vweb公司），一片桥芯片（采用Hint公司的HB1），一片逻辑控制芯片（Xilinx公司）组成。A／D芯片、MPEG-4编解码芯片完成4路摄像头的输入转换以及MPEG-4视频数据流的压缩。CPLD控制着预览回放、告警信号和ID认证信号。A／D芯片和MPEG-4编解码芯片的工作方式是基于Windows操作系统完成的。

　　 PCI编码卡从功能上分为6大模块：

　　（1）前端解码部分由视音频处理两大块组成

    ①4片SAA7114H视频解码芯片提供模拟视频到数字视频（BT656格式）的转换。

　　②4片PCM1801U实现音频的A／D采样，通过I2S与MPEG-4编解码芯片相连。

　　（2）MPEG-4编码模块

　　由四片MPEG-4编解码芯片及其外围电路组成，主要完成实时视音频数据的压缩功能。

　　（3）桥芯片驱动模块

　　采用零反应时间PCI-PCI搭桥产品HB1，他支持PCI2．2规范，支持32 b 33 MHz的PCI操作。通过该芯片，就可以实现桥接的功能，实现多芯片组支持。

　 （4）总线及其驱动模块

　　包括PCI总线驱动和隔离，提供板内电源，时钟、复位和中断。

　　（5）告警电路

　　 通过CPLD的编程对告警信号进行控制。

　　（6）辅助电路

　　主要是提供板内MPEG-4编解码芯片所需的电源1．8 V以及24．576 MHz和27 MHz时钟电路。

    2．1　视频A／D转换模块

　　摄像头将采集到的模拟数据发送到A／D转换芯片进行视频解码，把模拟视频转换到数字视频（BT656格式），数字视频信号送入MPEG-4压缩芯片。模拟电路需要提供A／D转换芯片所需要的时钟频率24．576 MHz，A／D转换芯片将用此频率来同步MPEG-4压缩芯片［1］。

    2．2　音频A／D转换芯