具有动态检测功能的彩色九画面处理器的设计与实现
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$%& 芯片接口如图 ! 所示。 $%& 与 +01 之间采
用 2 位并行数据接口及 3 条信号控制线，可方便地 采用单片机对其进行控制。 $%& 芯片有 " 个解码芯 片接口和 4 路视频编码接口，输入和输出数据均为
00(5’3’ 格式的视频流数据，每一路数据由 2 位数
据线和 ! 位同步时钟线组成，所以需选用兼容此格 式的视频编解码芯片。因为数据量较大，因此需要 该芯片具有 %$56+ 接口用于缓存画面数据。另外， 可很方便地在视频信号上叠加各 789:;< *%$ 功能， 种位图图形，从而实现开机画面和各种提示字符显 示， 不需外加其它视频叠加芯片。 为了能使系统显示 实时时间， 必须要有时钟电路。可采用高性能、 低功 耗的串行实时 时 钟 芯 片 ， 通 过 $%& 芯 片 的 *%$ 功 能在每路视频画面上叠加时间日期等信息。 利用程序控制与用户按键相结合的方式，组成 了人机交互界面。 画面采用中文选单显示， 操作人员 通过按键对系统进行设置。 另外， 考虑到在安全防范 领域经常有异常情况发生，系统中设置了多路报警 输入和报警输出电路，使得画面处理器能够对监控 现场发生的异常情况实时报警并及时处理。系统还
号产生， 则驱动有限状态机转入相应的状态执行。 按键的键值采用中断方式判断，有效的按键都 存入一个环形队列中， 按照先 进 先 出 （ 的原则 )!)* ） 从环形队列中取出键值进行处理， 这样， 就可避免用 户按键太快或者恶意操作时系统来不及处理的情 况， 增强系统的实时性与可靠性。 外部报警输入信号采用查询方式判断，当查询 到有报警信号输入时，判断对应报警通道且在该通 道画面上叠加“ 字样， 同时启动报警输出处 (#(+, ” 理函数， 锁定系统中各功能键， 只有报警复位键仍起 作用， 且启动报警复位键要输入密码， 用以提高系统 的安全防卫性。 按报警复位键后， 报警输出信号被复 位（ 输出全“ 信号） ， “ 字样在对应通道的 -” (#(+, ” 报警画面上消失， 报警输出电路被复位。 系统的软件 流程图如图 . 所示。
【 <=%.2)8. 】 @M8N <;<OP QO9;8RN 9MO QON8IH 8QO; ;HQ 8:<RO:OH9;98FH ;<<PF;SMON TFP 9MO M;PQU;PO ;HQ NFT9U;PO FT ; SFRFP :ERV
98W8:;IO <PFSONNFP U89M QXH;:8S QO9OS98FHY J;Z8HI 9;[OH 8H9F ;SSFEH9 9MO SF:<ROG89X FT NXN9O: NFT9U;PO\ 9MO <P8HS8<RO FT T8V H89O N9;9O :;SM8HO 8N ENOQ 9F 8:<PFZO 9MO POR8;]8R89X FT NXN9O: NFT9U;PO ;HQ 9MO PO<O;9;]8R89X 8H 9MO ENO FT 9MO SFQONB PONER9N NMFU 9M;9 9MO NXN9O: M;N PO;R8^OQ ;RR 9MO TEHS98FHN ;N OG<OS9OQY
’ ）动态检测敏感性控制
依据运动改变程度的数量值来判断是否有动 用于控制动态检测滤波器的最 态物体侵入。 “ ;+,/ ” 低敏感值； “ 用于控制动态检测滤波器的最高 ;+,+ ” 敏感值， 共有 < 级敏感度可调。
动态检测 其它主要 功能 报警输入
复合视频信号 *YZ- ， 也可为 ， -[\E]LC 视频信号， ! Y（ Q[Q ） <1 ! 复合视频信号 *YZ- ， 复合视频信号 *YZ- ， 也可为 ， 视频输出 也可为 -[\E]LC 视频 -[\E]LC 视频信号， ! Y（ Q[Q ） ， 信号， ! Y（ Q[Q ） <1 ! <1 ! 全屏显示像素为 1!’ ， 全屏显示像素为 <’3^1<W （ Q=/ ） ， Q=/ ） 1!’^AWA ^1!’ （ ， <’3^A@3 像素（ 7;-* ） @ 位色彩 视频参数 （ ， 7;-* ） @ 位色彩度， 度， ’A 位颜色， @ 位亮度， ’1W 灰 ’A 位颜色， @ 位亮度， 度级 ’1W 灰度级 画面选择 ! ， 画中画切换 画中画切换 A， "， !， ’， A， W， <， @， "， 有， 每个通道可单独设置 !"’ 个 无 区域 视频信号切换、 视频丢失报警、 ’ 倍放大、 细节增强、 画面冻结、 外 部报警 1_%1 Y )* 或 ;;/ X *(9- 高电 平触发 有， 能够控制云台上下左右转动， 可调节光圈、 焦距和镜头拉伸 常开或常闭， 输出 3M1 =‘13 Y )* ， 电阻性负载 视频信号切换、 视频 丢失报警， 外部报警
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电视技术
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-*@#3" 和作者设计的九画面处理器性能参数对比
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作者设计的九画面处理器
! ）动态检测区域设置
对每个通 道 都 有 !"# 个 检 测 窗 口 ； （ %& 普通状态， 此时窗口处于动态检测状态； （ ’& 选择状态， （ 此时动态检测处于使能状态。 $& 检测状态， 对于检测窗口的设置， 首先需定 义 ()*+,-./ 将对应的通道设置为有效， 然后通 0!1234 的 特 定 位 ， 来设置每个 过写寄存器“ 567,895:,598)0!1234 ” 检测窗口是否处于有效状态。
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彩色九画面处理器的设计思路
硬件设计及实现 该 项 目 采 用 一 款 功 能 强 大 的 $%& 芯 片 处 理 视
频信号， 它不仅能满足运算速度的要求， 而且实时性 好， 调试开发简单。 采用单片就可实现 " 个通道实时 画面显示， 如果采用两 片 级 联 ， 更 可 外 接 !’ 路 视 频 信号， 组成十六画面处理器。 另外， 考虑到低功耗、 系 统程序代码多和需要较多 ( ) * 接口等因素，采用单 片机 +%&,-./!," 作为系统的主控制单元。 该九画面处理器的原理框图如图 = 所示。
4
动态检测功能实现
运动检测的目的是从视频图像中将变化区域提
取出来， 当运动物体的运动速度、 敏感度达到一定阈 值条件时， 即判断为有运动物体出现， 可产生报警输 出信号。 常用的运动目标检测算法有光流分析法、 背 景减除法和时域差分法等。光流分析法通过对视频 图像光流长的分析，可在摄像机运动的情况下检测 出运动目标，只是这种计算方法相当复杂且抗噪声 性能差；背景减除法是利用当前图像与背景图像的 差分来检测运动区域的一种技术，它将每一帧图像 与事先存储的背景图像相减， 若差值大于某一阈值， 就判为出现运动目标，此法对光照的环境条件变化 采用 非常敏感， 容易产生误报警； 本系统（ 1&5 芯片） 若差值 时域差分法， 它将前后 4 帧或 . 帧图像相减， 大于某一阈值，就判断出现运动目标，输出报警信 号， 此法对于动态环境具有较强的自适应性， 鲁棒性 较好， 能够适应各种动态环境， 减少误报警的发生。 系统的动态检测功能通过 ,67 对 1&5 内部数 百个寄存器的读写控制来实现。主机通过模拟
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具有动态检测功能的 彩色九画面处理器的设计与实现
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【 摘
・ 产品设计 ・
能对监控现场的云台和摄像机镜头进行控制，通过 单片机的串口以半双工的方式把用户的命令发送给 解码器， 然后由解码器“ 翻译” 成云台转动、 镜头变化 所需的控制信号。 基于有限状态机的软件模型 系统开机后先初始化单片机系统，然后装入各 个芯片的驱动程序，按默认设置设定画面的背景颜 色、 字体颜色、 当前时间等参数并将初始状态设置为
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技术篇
视频技术应用与工程
按取消键则回到上一级状态。 置为 !1#$%&’(’$ ， 以用户控制云台上下左右转动为例来说明状态 转换。开始， 系统处于 !1#$%&’(’$ ， 若用户按云台 镜头控制键则进入云镜选择状态，选择云台控制后 进 入 云 台 方 向 设 置 状 态 ， 按 取 消 键 回 到 !2
