基于DM642的視音頻采集器的設計

地理信息系統( GIS)、全球定位系統( GPS)的廣泛應用使人們享受到了基于位置服務所帶來的諸多便利。傳統GIS 是以地圖為可視化主要手段， 然而人類獲取信息的70%來自于視覺， 因此將地理位置信息和視頻信息有機結合可以極好的豐富G IS的內容， 產生許多新的應用。比如微軟的Windows Local Live、影像城市武漢等網站都相繼推出了實景地圖， 讓人們在網絡上能直觀、全面和便捷的了解各個城市。GPS信息和視頻信息的結合， 還有利于對地理信息系統進行3D 建模， 如日本巖根研究所推出的3DV ideoG IS軟件， 通過陸地上以及空中拍攝的具有定位信息的全景視頻圖像， 可以自動生成相應的高逼真的3D 場景模型。

　　為了針對以上這些應用需求， 本文中提出了一種一體化的視頻、音頻和定位信息的數據采集傳輸器。

　　本采集器不僅可以通過網絡直播的方式提供一個更自然、更真實、更及時的地理信息系統環境， 采集數據能為實景地圖和3D 場景地圖的構建提供素材， 還可以實現基于定位信息的視音頻數據的分割和檢索。

　　1 系統整體方案

　　為了實現采集器的高質量定位視音頻壓縮采集、實時的定位視音頻傳輸， 以及低功耗以便攜等要求， 系統中采用了T I公司的TMS320DM642作為了采集器的主控芯片。DM642 是TI公司推出的一款專門面向多媒體應用的TMS320C6000 家族中性能最高的定點DSP， 具有8路并行的運算器、3個視頻專用和2個音頻復用接口， 集成10 /100Mbit / s以太網MAC。該芯片具有的這些優點非常適合視音頻信息的采集、壓縮和傳輸。

　　圖1為采集器的硬件框圖。GPS定位數據通過串口由TL16C752B 讀入; 音頻信號由TLV320A IC23B以8 kH z， 16bit量化采樣; 視頻信號通過TVP5150采集。進入DM642 的定位數據一路通過低碼率的H 264視頻編碼后與G. 723的音頻編碼信號同步合成后， 通過無線網絡發送到遠程服務器， 另一路采用高碼率編碼后存儲到2. 5寸硬盤。

圖1 采集器硬件框圖

　　2 系統硬件設計

　　2. 1 視頻信號的采集

　　視頻信號的采集如圖2 所示， SCLK 為時鐘，GPCL為使能信號， Yout為8位BT. 656信號。系統中將DM642的VP0配置為VP0A + McASP模式， 其中VP0A 配置為8位BT. 656視頻輸入， 用來接一路視頻輸入。TVP5150PBS是一款高性能的視頻編碼器， 它將視頻信號模擬攝像頭輸出的NTSC /PAL模擬信號轉換成數字色差信號( YUV4: 2: 2)， 輸出格式為ITU-R BT. 656。

圖2 視頻采集硬件框圖。

　　2. 2 音頻信號的采集

　　圖3為音頻輸入框圖， BCLK 為位時鐘， LRC IN和LRCOUT分別為幀同步輸入、輸出， D IN 和DOU分別為音頻輸入、輸出。McASP同時接入4路音頻輸入和輸出， 系統中將McASP設置為突發幀同步模式。TLC320A IC23B 為音頻編碼器件， 支持麥克風、立體聲輸入和立體聲輸出， 根據G. 723 編碼的要求， 話筒輸入的電信號通過TLC320A IC23B進行8 K采樣， 16比特量化。TLC320A IC23B 采用DSP模式與M cASP交換數據。