基于TMS320DM642的紅外監(jiān)控系統(tǒng)設計與實現(xiàn)

唐鸞　程建新　吳海京

摘要：紅外監(jiān)控系統(tǒng)以其不受可視環(huán)境影響、24 h不間斷工作等諸多優(yōu)勢逐漸成為安防監(jiān)控領域的重要發(fā)展方向之一。在此設計的嵌入式處理平臺以TMS320DM642為核心，紅外視頻源采用FLIR熱成像儀，紅外圖像經(jīng)TVP5150解碼芯片處理后進行H.264編碼壓縮，數(shù)據(jù)通過以太網(wǎng)傳輸至客戶端PC機，基于Visual C++平臺開發(fā)的客戶端解碼器進行解碼及圖像增強后實時還原紅外圖像，系統(tǒng)工作穩(wěn)定、圖像還原質量高，以太網(wǎng)的平均傳輸率為0.087 MB/s，圖像壓縮率約為7∶1，達到了系統(tǒng)設計要求。

關鍵詞：紅外熱成像； TMS320DM642； H.264； Visual C++

中圖分類號：TN98?34 文獻標識碼：A 文章編號：1004?373X（2013）02?0057?03

紅外技術自誕生以來，紅外探測器作為一種在常溫下即可將任何物體發(fā)出的紅外輻射轉換為電信號的熱輻射轉換器[1]，以其被動探測隱蔽性強、體積小巧易攜帶等諸多優(yōu)勢，廣泛應用于紅外偵查與跟蹤、雷達制導、電力監(jiān)測、安防監(jiān)控、醫(yī)療診斷等軍事及民用領域[2]。紅外監(jiān)控技術集紅外熱成像技術與傳統(tǒng)的視頻監(jiān)控技術的優(yōu)勢于一體，有效地彌補了傳統(tǒng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的不足，是未來安防監(jiān)控領域的重要發(fā)展方向。本文在客戶端/服務器的系統(tǒng)架構基礎上提出了以TMS320DM642為核心的紅外監(jiān)控系統(tǒng)，前端采用FLIR公司的紅外熱成像儀，紅外圖像數(shù)據(jù)經(jīng)過H.264技術壓縮后通過以太網(wǎng)傳輸至客戶端PC機，利用由Visual C++平臺開發(fā)的客戶端解碼器解壓縮后還原紅外圖像并顯示。整套紅外監(jiān)控系統(tǒng)工作穩(wěn)定，圖像壓縮比率高，網(wǎng)絡帶寬占用率低，圖像還原質量較好，達到了系統(tǒng)設計要求。

1 系統(tǒng)設計的總體框架

紅外監(jiān)控系統(tǒng)的設計，是基于DSP實現(xiàn)紅外視頻數(shù)據(jù)從前端光源紅外探測器到上位機PC端的實時顯示，主要由前端視頻源、DSP服務器及PC客戶端構成，如圖1所示。系統(tǒng)前端紅外圖像采集設備采用FLIR公司的紅外熱成像儀，能夠提供320×240像素的紅外圖像，數(shù)據(jù)經(jīng)過DSP端采集模塊、存儲模塊、壓縮模塊及網(wǎng)絡模塊的處理后，H.264數(shù)據(jù)流在以太網(wǎng)的另一端PC上位機端經(jīng)過解碼后，紅外圖像數(shù)據(jù)保存或顯示于客戶端。

2 系統(tǒng)模塊設計與實現(xiàn)

2.1 視頻采集模塊

DM642無法處理紅外熱像儀輸出的PAL模擬信號，所以本系統(tǒng)首先采用視頻解碼芯片TVP5150解碼紅外視頻數(shù)據(jù)。TVP5150是TI公司生產(chǎn)的超低功耗（115 mW）、可編程高性能視頻解碼器[3]。本設計中TVP5150接收熱像儀輸出的紅外圖像PAL信號，輸出8位4∶2∶2格式的的ITU?R BT.656視頻解碼信號，芯片與DM642的硬件連接如圖2所示。

5 結 語

作為紅外技術領域的重要應用，紅外監(jiān)控系統(tǒng)克服了傳統(tǒng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的缺點。本文設計了以TMS320DM642為核心的嵌入式紅外視頻采集壓縮傳輸平臺，并且開發(fā)了配套解碼與顯示客戶端軟件，使得無論在視頻處理芯片TMS320DM642還是在H.264視頻編解碼算法都體現(xiàn)了遠程紅外視頻監(jiān)控系統(tǒng)的技術亮點，系統(tǒng)工作穩(wěn)定、圖像還原質量較高、占用帶寬低，以太網(wǎng)的平均傳輸率為0.087 MB/s，圖像壓縮率約為7∶1，達到了設計要求。

參考文獻

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