专利名称：一种视频网关的制作方法
专利说明
一、技术领域本实用新型涉及一种视频网关，尤其是采用MPEG-4编码和可编程片上系统芯片SOPC技术的视频网关。
二背景技术：
视频网关是基于网络的数字化设备，其主要是实现监控图象的远程传输及摄像设备的远程控制。视频网关通过视频输入口接受普通摄像机传来的模拟视频信号，经过数字处理及数据压缩，输出符合网络传输协议的数字视频信号流；可以广泛应用于电视会议、交通监控、远程教学、远程医疗、住宅小区及银行安防等各个领域，经济效益和社会效益巨大。
现有的视频网关设备大多采用MPEG-II编码模块和基于嵌入式处理器的PCB级的网络传输及控制模块等进行设计。相比MPEG-4编码技术，MPEG-II技术在灵活性、交互性、容错性、可扩展性各个方面都有不足。基于嵌入式处理器的PCB级设计限制了系统的集成度和可靠性进一步提高、系统的体积进一步减小、功耗进一步降低。
三
发明内容
本实用新型的目的是在视频网关采用当前最新的MPEG-4视频编码技术，提高视频编码质量，减少编码后的视频数据量；采用可编程片上系统芯片(SOPC)技术提高装置的集成度和可靠性，降低系统的功耗、减小系统的体积。另外硬件部分多为可编程器件，为以后系统升级提供一个良好的硬件平台。
本实用新型的解决方案一种视频网关，包括模拟视频信号入口和输出符合网络传输协议的视频流信号出口构成，另设有AD转换器、可编程系统芯片SOPC和DSP芯片构成视频网关的数字视频信号输出的网关，模拟视频信号入口连接AD转换器的输入端、AD转换器的输出端连接可编程系统芯片SOPC，作相应的MPEG-4编码的DSP芯片连接SOPC芯片的控制端和数据端口，DSP芯片的数据输出端又回接至可编程系统芯片SOPC，可编程系统芯片SOPC的输出端口为网关的输出端。
视频数据AD转换芯片采用SAA7114H，该芯片能将六路模拟视频信号进行数字化；MPEG-4技术实现采用DSP芯片来实现，具体采用德州仪器(TI)公司的高速定点数字信号处理器TMS320C6202。SOPC芯片采用Xilinx公司的Virtex-II Pro系列的XC2VP7，其中无缝嵌入了32位RISC硬核PowerPc405和RocketIOTM多吉比特收发器。
前端摄像机采集到的模拟视频信号经视频AD芯片SAA7114H输入SOPC中，经过SOPC整理处理得到CIF或QCIF、4∶2∶0格式的图像数据；接着数据传送给SOPC由DSP芯片独立完成视频数据的MPEG-4编码；然后将编码数据再通过DSP的主机口HPI传给SOPC；最后由SOPC根据网络传输协议实现MPEG-4视频码流的打包、传输。对前端云台摄像头的控制也通过SOPC芯片来实现。
本实用新型的特点是技术先进，集成度高，系统升级方便，可以用于多媒体个人用户、远程监控系统等各个方面，使用方便灵活。只需接入网络即可在客户端实现对远程图像进行监控。
四
图1为本实用新型结构框图图2为本实用新型核心SOPC的内部逻辑线路图五具体实施方式
本视频网关是一台数字化的图象远程传输与控制设备，由基于DSP的MPEG-4视频编码模块和基于SOPC平台的网络传输与控制模块组成。
系统的结构图如图1，即视频网关的结构图SAA7114H为视频转换芯片，最多可接6路摄像机输入，将PAL，NTSC和SECAM等格式信号解码，再经过AD变换得到符合ITU-601/JTU-656标准的数字电视信号。图像信息经过SAA7114H数字化后，数据流入可编程芯片(SOPC)中作各种预处理，如去除噪声、变换图象分辨率等。随后将整理好的数据存入SOPC的FIFO中。由DSP经过SOPC将数据从FIFO中取走，并作相应的MPEG-4编码。MPEG-4算法为多媒体通讯提供了基于内容的、交互式的、高压缩比、通用访问能力和高容错性的视频编码。最后由DSP HPI口将编码后的数据输出传给SOPC。SOPC内含一个嵌入式的、实时的Linux操作系统(处理器为PowerPC405)，通过操作系统输出符合网络传输协议的数字视频信号流，并送到网上进行传输。视频网关的活动图像可达到每秒25帧(QCIF，CIF)的实时压缩速度和较高的压缩比；CIF格式的图像可压缩到＜200kbps。
见图2SOPC的内部逻辑结构图在实际应用中视频网关可以被事先分配一个IP地址(可以是动态的，也可以是固定的)。
视频数据在网络上是以流媒体的形式进行传输的，是专门针对实时多媒体数据传输的一种技术，可以有效提高网络传输效率，保证用户实时的接受图象和数据。本视频网关的可以根据传输要求分别采用不同的协议打包发送，然后利用10/100BASE-TX Ethernet控制器发出。其中TCP、IP、HTTP等传输协议用于传送控制信号等；UDP、RTP、RTCP、RSVP、RTSP等用于流媒体的协议，解决传输实时视频数据。不仅可以对我们的视频编码数据流进行传输控制，还可嵌入于其他网络传输控制系统中。
如果通过web浏览器直接访问本视频网关，用户看到的只是一个网页，而在该网页上对视频网关的操作会由浏览器脚本程序在后台解释执行。如果浏览器缺少播放和控制所需的脚本程序和控件，则询问用户是否从视频网关下载专门的软件并安装。
权利要求1.一种视频网关，包括模拟视频信号入口和输出符合网络传输协议的视频流信号出口构成，其特征是设有AD转换器、可编程系统芯片SOPC和DSP芯片构成视频网关的数字视频信号输出的网关，模拟视频信号入口连接AD转换器的输入端、AD转换器的输出端连接可编程系统芯片SOPC，作相应的MPEG-4编码的DSP芯片连接SOPC芯片的控制端和数据端口，DSP芯片的数据输出端又回接至可编程系统芯片SOPC，可编程系统芯片SOPC的输出端口为网关的输出端。
2.由权利要求1所述的视频网关装置，其特征是采用TITMS320C6202实现视频编码MPEG-4及采用可编程系统芯片XC2VP7实现监控图象的远程传输及摄像设备的远程控制。
3.由权利要求1所述的视频网关装置，其特征是可编程系统芯片SOPC为XC2VP7型。
4.由权利要求1所述的视频网关装置，其特征是视频数据AD转换芯片采用SAA7114H。
专利摘要一种视频网关，包括模拟视频信号入口和输出符合网络传输协议的视频流信号出口构成，另设有AD转换器、可编程系统芯片SOPC和DSP芯片构成视频网关的数字视频信号输出的网关，模拟视频信号入口连接AD转换器的输入端、AD转换器的输出端连接可编程系统芯片SOPC，作相应的MPEG－4编码的DSP芯片连接SOPC芯片的控制端和数据端口，DSP芯片的数据输出端又回接至可编程系统芯片SOPC，可编程系统芯片SOPC的输出端口为网关的输出端。本实用新型的特点是技术先进，集成度高，系统升级方便，可以用于多媒体个人用户、远程监控系统等各个方面，使用方便灵活。
文档编号H04N7/18GK2681494SQ20042002428
公开日2005年2月23日 申请日期2004年1月19日 优先权日2004年1月19日
发明者虞致国, 吴金勇, 马国强, 徐苏珊, 冷剑青, 纪圣谋, 徐健键 申请人:南京大学