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++

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，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。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FHR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。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。
視頻采集模塊的驅動設計遵循TI公司針對DSP驅動開發(fā)專門定義的基于DSP／BIOS雙層外設驅動模型，該模型從功能上分為與硬件無關的類驅動和硬件相關的微驅動，類驅動(Class Driver)負責互連頂層應用程序和微驅動。而微驅動(Mini Driver)與具體應用到的外設相關，針對TVP5150芯片只需要簡單修改EDC(ExtemalDevice Contml)函數(shù)即可控制視頻解碼芯片的打開、關閉以及控制。如調用mdBindDev函數(shù)對數(shù)據(jù)通道進行綁定；調用mdCreateChan函數(shù)完成通信對象的創(chuàng)建；調用mdDelvteChan函數(shù)刪除通信對象并釋放相關資源；調用mdControlChan函數(shù)向TVP5150發(fā)送控制命令等。