時間:2022-03-26 11:05:10
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關(guān)鍵詞視頻采集播放卡PCI總線流Minidriver
1引言
隨著寬帶網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和流媒體技術(shù)的迅猛發(fā)展,計算機(jī)用戶可以從網(wǎng)絡(luò)上獲得的影音資源日益豐富,人們不但可以從網(wǎng)絡(luò)上下載,而且能夠通過在線點播方式即時收看影音文件。在電視、計算機(jī)、寬帶網(wǎng)絡(luò)日益普及的今天,利用設(shè)備整合現(xiàn)有資源,充分發(fā)揮各設(shè)備優(yōu)勢,實現(xiàn)資源利用的最大化顯得尤為重要。通過設(shè)計視頻采集播放卡,實現(xiàn)音視頻采集和計算機(jī)(網(wǎng)絡(luò))影音文件后臺播放輸出,有利于音視頻資源的整合利用,提高資源利用率。
2總體方案
視頻采集播放卡由硬件和軟件兩部分組成,如圖1所示。硬件部分包括PCI接口模塊、音頻編解碼模塊、視頻解碼模塊、視頻編碼模塊以及電源模塊等。軟件部分包括驅(qū)動模塊和應(yīng)用程序模塊。驅(qū)動模塊屬于底層的軟件接口,主要為上層的應(yīng)用程序提供硬件調(diào)用接口。
圖1系統(tǒng)軟硬件框圖
當(dāng)前計算機(jī)支持的媒體格式多種多樣,自己去為每一種媒體格式編寫編解碼程序不太現(xiàn)實。在操作系統(tǒng)中有著豐富的編解碼資源,如何利用這些資源就顯得至關(guān)重要。DirectShow為Windows平臺上處理各種各樣的媒體文件播放、音視頻采集等高性能要求的多媒體應(yīng)用提供一個完整的解決方案。為了利用操作系統(tǒng)中提供的編解碼資源,需要編寫流Minidriver,利用包裝Filter對硬件設(shè)備驅(qū)動程序進(jìn)行包裝,實現(xiàn)DirectShow應(yīng)用程序?qū)τ布O(shè)備的訪問。
3硬件實現(xiàn)
視頻采集播放卡由多媒體控制器SAA7146A、視頻編碼器SAA7121H、視頻解碼器SAA7113H、音頻編解碼器TDA1309H、音頻放大器TDA1308以及AT24C02等芯片組成,具體如圖2所示。
圖2硬件實現(xiàn)框圖
計算機(jī)通過PCI總線與視頻采集播放卡進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。通過配置SAA7146A內(nèi)部寄存器,可以對芯片內(nèi)部各功能模塊進(jìn)行控制,實現(xiàn)與芯片的數(shù)據(jù)交互。在視頻采集過程中,模擬視頻信號首先經(jīng)過解碼器SAA7113H,轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字視頻信號,SAA7146A芯片讀取D1接口數(shù)據(jù),并通過PCI總線上傳給應(yīng)用程序。在視頻播放過程中,應(yīng)用程序下傳數(shù)據(jù)給SAA7146A,而后SAA7146A把視頻數(shù)據(jù)傳遞給編碼器SAA7121H,還原成模擬視頻信號。音頻信號采用TDA1309H實現(xiàn)數(shù)模和模數(shù)轉(zhuǎn)換。
4驅(qū)動設(shè)計
驅(qū)動程序是受操作系統(tǒng)信任的、控制硬件設(shè)備的一組函數(shù),它的優(yōu)劣不僅事關(guān)硬件設(shè)備的功能實現(xiàn),而且嚴(yán)重的設(shè)計缺陷還將造成操作系統(tǒng)的安全隱患。驅(qū)動程序開發(fā)采用DriverStudio2.7+WindowsDDK+VisualC++6.0實現(xiàn)。由于采用DriverWorks建立的驅(qū)動程序框架已包含實現(xiàn)設(shè)備的初始化、卸載等基本功能代碼,因此在開發(fā)PCI設(shè)備驅(qū)動程序時可以把主要精力集中于處理硬件訪問、中斷處理和DMA傳輸?shù)葐栴}。
4.1硬件訪問
驅(qū)動程序通過讀寫與設(shè)備相關(guān)聯(lián)的寄存器同設(shè)備進(jìn)行通信。為了引用設(shè)備的寄存器,DriverWorks定義了類KIoRange和類KMemoryRange來分別實現(xiàn)I/O空間寄存器和內(nèi)存映射寄存器的訪問。映射的地址空間大小和類型由PCI設(shè)備配置空間的基地址寄存器值決定。
控制SAA7146A芯片實現(xiàn)任何一個完整的功能,都可能需要編寫一組寄存器訪問指令。由于芯片SAA7113H和SAA7121H使用I2C總線進(jìn)行設(shè)置。為實現(xiàn)對I2C總線接口的訪問,不但要設(shè)置狀態(tài)寄存器IICSTA和傳輸控制寄存器IICTRF,而且要設(shè)置主控制寄存器MC1/MC2。圖3所示為I2C單字節(jié)寫操作的流程圖。4.2中斷處理
為了方便狀態(tài)查詢,SAA7146A提供有兩個狀態(tài)寄存器來收集、存放狀態(tài)信息,分別為主狀態(tài)寄存器PSR(PrimaryStatusRegister)和次狀態(tài)寄存器SSR(SecondaryStatusRegister),其中主狀態(tài)寄存器包含從次狀態(tài)寄存器中概括的信息。中斷使能寄存器IER使能中斷,當(dāng)某個中斷條件發(fā)生時,中斷狀態(tài)寄存器ISR的對應(yīng)位被置“1”。
在ISR主要完成如下工作:①檢測SAA7146A狀態(tài)寄存器,判斷是否為本設(shè)備中斷,“是”則阻止它產(chǎn)生另一中斷,對中斷進(jìn)行簡單處理,“否”則返回FALSE。②調(diào)用IoRequestDpc排隊DPC請求在驅(qū)動程序的DpcForIsr例程中繼續(xù)處理請求。
在每部分?jǐn)?shù)據(jù)傳輸結(jié)束時由ISR觸發(fā)DpcForIsr例程。它的工作是開始下一部分的傳輸和完成當(dāng)前請求。
4.3DMA傳輸
為了傳輸音頻和視頻數(shù)據(jù),SAA7146A芯片提供了8個DMA通道(3個視頻通道,4個音頻通道,1個DEBI通道)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。為了克服大塊內(nèi)存獲取,SAA7146A支持分散/集中列表,提供有內(nèi)存管理單元MMU,用來處理不連續(xù)內(nèi)存。使用MMU的關(guān)鍵是初始化頁表。頁表是一塊頁對齊的4K字節(jié)大小的物理內(nèi)存。頁表中存放每4K字節(jié)為單位的物理內(nèi)存的物理起始地址。
下述代碼啟動視頻DMA通道3,視頻數(shù)據(jù)通過D1_A接口經(jīng)BRS路由,輸入到內(nèi)存。
Height=conf.height;Width=conf.width;Pitch=conf.pitch;//置初值
basepage3.Page3=PageBaseAddress/4096;//頁表基地址右移12位
basepage3.ME3=1;//使能MMU
basepage3.Limit=0;basepage3.PV3=0;
basepage3.RW3=0;basepage3.Swap3=0;
useraddr=0;//當(dāng)前DMA通道使用的初始地址,多個DMA通道可以共用一個MMU頁表
SetReg(MC1,0x04000400);//打開DD1接口
SetReg(DD1_INIT,0x07000000);//初始化DD1接口,
SetReg(MC2,0x06000600);//upload“DD1接口初始化設(shè)置”
SetReg(DD1_STREAM,0x00000000);//設(shè)置DD1接口視頻數(shù)據(jù)流處理
SetReg(MC2,0x02000200);//upload
SetReg(BRS_CTRL,0x00000000);//設(shè)置BRS控制寄存器
SetReg(MC2,0x01000100);//upload
SetReg(PCI_BT_V,0x00170000);//設(shè)置Burst傳輸閥值
SetReg(NUM_LINE_BYTE3,(width<<16)|(Height/2);//設(shè)置視頻圖像大小
SetReg(BASE_ODD3,useraddr);//設(shè)置奇場視頻數(shù)據(jù)起始存放地址
SetReg(BASE_EVEN3,useraddr+Pitch);//設(shè)置偶場視頻數(shù)據(jù)起始存放地址
SetReg(PROT_ADDR3,useraddr+Height*Pitch);//設(shè)定保護(hù)地址
SetReg(PITCH3,Pitch);//設(shè)定兩行視頻數(shù)據(jù)存放地址間隔
SetReg(BASE_PAGE3,basepage3.value);//設(shè)置頁表基地址等信息
SetReg(MC2,0x00100010);//upload“視頻DMA3寄存器”
SetReg(IER,0x00000040);//設(shè)置中斷使能寄存器
SetReg(MC1,0x00100010);//啟動DMA3傳輸
4.4流Minidriver
Minidriver的整個調(diào)試工作是在DirectShow提供的GraphEdit工具中完成的,GraphEdit提供了良好可視化界面,可以方便的實現(xiàn)Filter的插入、刪除和連接,而且可以查看和修改Filter屬性。整個調(diào)試過程分為三步完成——視頻預(yù)覽和音頻監(jiān)聽、視頻采集并壓縮存放為AVI文件、解壓AVI文件并播放輸出到電視設(shè)備。
圖4所示為視頻采集播放卡視頻預(yù)覽和音頻監(jiān)聽的FilterGraph,視頻輸出到顯示屏幕和聲卡。
圖4視頻采集播放卡預(yù)覽FilterGraph
圖5所示為視頻采集播放卡播放輸出上述采集的AVI格式視頻文件的FilterGraph,由于SAA7146ABRS只能接收UYVY格式的視頻數(shù)據(jù),因此需要增加了一個ColorSpaceConverterFilter來實現(xiàn)RGB24到UYVY格式的轉(zhuǎn)換。
圖5AVI文件播放輸出FilterGraph
5總結(jié)
視頻采集播放卡采用軟件方法實現(xiàn)音視頻壓縮、解壓縮,雖然需要占用一定的計算機(jī)系統(tǒng)資源,但具有硬件電路簡單、成本低、升級容易等優(yōu)點。設(shè)計選用專用多媒體PCI接口芯片SAA7146A,實現(xiàn)了與視頻編碼器、視頻解碼器和音頻編解碼器的連接。為利用現(xiàn)有音視頻編解碼資源,擴(kuò)展視頻采集播放卡應(yīng)用范圍,編寫了流Minidriver。通過使用DirectShow提供的包裝Filter,把硬件設(shè)備包裝成多個Filter組件,實現(xiàn)了DirectShow應(yīng)用程序?qū)τ布O(shè)備的訪問。
參考文獻(xiàn)
[1]SAA7146ADataSheet.PhilipsSemiconductors.1998
[2]SAA7113HDataSheet.PhilipsSemiconductors.1999
[3]SAA7121HDataSheet.PhilipsSemiconductors.2002
論文摘要:該文將首視頻會議系統(tǒng)做以簡單介紹,并重點討論企業(yè)如何規(guī)劃和設(shè)計視頻會議系統(tǒng)。
1.前言
近幾年,中國視音頻通信市場逐漸成熟起來,但由于價格和網(wǎng)絡(luò)原因,視音頻會議,尤其是視頻會議的應(yīng)用曾一度集中在政府、金融、國有大型企業(yè)等用戶。隨著信息技術(shù)迅猛發(fā)展,信息的無限量擴(kuò)大、交通工具的便捷和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的充分應(yīng)用導(dǎo)致了行業(yè)間競爭的全球化,這就要求現(xiàn)代企業(yè)必須具備更靈敏的神經(jīng)、更扁平化的管理、更快速的反應(yīng)和決策、更貼切的市場宣傳和服務(wù)。
視頻會議可以跨越空間距離,提供靈活多樣的面對面的交互,適應(yīng)現(xiàn)代社會的方便、快捷、高效的要求。那么,如何根據(jù)企業(yè)自身業(yè)務(wù)的需要,量身定制,選擇一套合理的視頻會議系統(tǒng),做到既能滿足業(yè)務(wù)需求,又能節(jié)省資金?這需要做進(jìn)一步的研究和探討。
2.視頻會議系統(tǒng)介紹
視頻會議系統(tǒng)是指通過現(xiàn)有的各種電氣通訊傳輸媒體,將人物的靜態(tài)/動態(tài)圖像、語音、文字、圖片等多種信息分送給各個用戶,使得在地理上分散的用戶可以共聚一處,通過圖像、聲音等多種方式交流信息,增加雙方對內(nèi)容的理解能力。
2.1視頻會議系統(tǒng)的組成
一套完整的視頻會議系統(tǒng)通常由視頻會議終端、多點控制單元(MCU)、傳輸網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)絡(luò)管理軟件以及相關(guān)附件五大部分構(gòu)成。由于用戶已有的網(wǎng)絡(luò)狀況、硬件設(shè)施各有特色,所以對視頻會議系統(tǒng)中的終端、MCU、網(wǎng)絡(luò)管理軟件等部分的要求,也各不一樣。
視頻會議終端主要有三種:桌面型、機(jī)頂盒型、會議室型。
多點控制單元也叫多點會議控制器,英文名為MultiControlUnit,簡稱MCU。MCU是多點視頻會議系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備,它的作用相當(dāng)于一個交換機(jī),它將來自各會場的信息流,經(jīng)過同步分離后,抽取出音頻、視頻、數(shù)據(jù)等信息和信令,再將各會場的信息和信令,送入同一種處理模塊,完成相應(yīng)的音頻混合或切換、視頻混合或切換、數(shù)據(jù)廣播和路由選擇、定時和會議控制等過程,最后將各會場所需的各種信息重新組合起來,送往各相應(yīng)終端設(shè)備。
傳輸網(wǎng)絡(luò)即寬帶連接方式,通常有LAN接入、ADSL接入、cablemodem接入方式和無線接入等四種方式。
一套視頻會議系統(tǒng)需要哪些附屬設(shè)備需要看具體應(yīng)用需求,通常用到的附屬設(shè)備包括投影儀、監(jiān)視器/電視機(jī)、大型擴(kuò)音器、麥克風(fēng)、大型攝像機(jī)、DVD播放機(jī)、錄像機(jī)、外部遙控器、寫字板、中央控制器、記憶卡、放映機(jī)、等離子屏等。
2.2視頻會議系統(tǒng)的體系
視頻會議系統(tǒng)根據(jù)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)體系分為H.320視頻會議和H.323視頻會議。H.320視頻會議標(biāo)準(zhǔn)是基于電路交換的,而H.323視頻會議標(biāo)準(zhǔn)是基于分組交換的。H.320和H.323協(xié)議均是協(xié)議族,主要由視頻壓縮編碼協(xié)議、音頻壓縮編碼協(xié)議、控制信令協(xié)議、數(shù)據(jù)應(yīng)用協(xié)議等組成。目前視頻壓縮編碼協(xié)議主要采用H.261、H.263圖像壓縮編碼算法,音頻壓縮編碼協(xié)議主要采用G.711、G.722、G.728等音頻壓縮編碼算法。近幾年來,MPEG系列的視音頻編解碼方式也應(yīng)用于視訊會議技術(shù)中,替代傳統(tǒng)的視訊會議視音頻編解碼方式。
3.視頻會議系統(tǒng)的規(guī)劃與設(shè)計
視頻會議系統(tǒng)的建設(shè)是一個系統(tǒng)工程,涵蓋多個學(xué)科,包括網(wǎng)絡(luò)環(huán)境分析、MCU的選型、會議終端的選型等。在一個企業(yè)建設(shè)自己的視頻會議系統(tǒng)前,必須要針對自己的業(yè)務(wù)特點作充分的需求分析,盡可能做到各種設(shè)備的功能、性能的有機(jī)配合,使設(shè)備的配置科學(xué)化、梯次化,做到既不浪費設(shè)備功能、性能,各設(shè)備之間又不出現(xiàn)瓶頸。
3.1視頻會議系統(tǒng)的規(guī)劃
3.1.1具備良好的網(wǎng)絡(luò)適應(yīng)性
從目前來看,國內(nèi)企業(yè)的信息化基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)普遍比較薄弱,除了一些大型企業(yè)擁有基于專線的內(nèi)聯(lián)網(wǎng)(Intranet)外,大多中小型企業(yè)分支機(jī)構(gòu)間的信息通信均基于互聯(lián)網(wǎng)(Internet),接入方式通常采用ADSL。而基于ADSL接入和Internet傳輸?shù)耐ㄐ啪W(wǎng)本身存在很多局限性,比如網(wǎng)絡(luò)帶寬比較低、QoS保障能力差、公網(wǎng)IP地址缺乏等。因此,在這種條件下進(jìn)行視頻會議系統(tǒng)的部署時,必須在規(guī)劃階段就對視頻會議設(shè)備提出相應(yīng)要求。
3.1.2支持豐富的功能
根據(jù)企業(yè)特點,利用視頻會議系統(tǒng)進(jìn)行異地溝通的應(yīng)用方式主要有遠(yuǎn)程會議(包括點對點會議和多方會議)、遠(yuǎn)程培訓(xùn)、異地招聘、異地貿(mào)易及合作等,結(jié)合這些應(yīng)用,系統(tǒng)應(yīng)能通過豐富的功能特性保證實際效果。3.2視頻會議系統(tǒng)的設(shè)計
3.2.1MCU的選擇
MCU的投資占整個視頻會議系統(tǒng)的比例較大,這也是決策者最為頭痛的事情。國外品牌注重設(shè)備的穩(wěn)定性,近年來針對中國市場的需求特點,在功能上也進(jìn)行了一系列的開發(fā);國內(nèi)產(chǎn)品牌性價比較高,功能靈活,服務(wù)周到,可以針對項目需求進(jìn)行設(shè)備優(yōu)化,是中小型用戶的良好選擇。應(yīng)該注意的是,MCU的選擇要與視頻會議終端一并考慮,要與視頻會議終端的功能相匹配,能滿足視頻會議終端的最高要求,讓終端的性能發(fā)揮到極致,又要擯棄一些不必要的功能以節(jié)約經(jīng)費投資;而且,設(shè)備的選型應(yīng)以市場上的主流產(chǎn)品為主,同時應(yīng)考慮產(chǎn)品的可擴(kuò)展性、先進(jìn)性及未來的發(fā)展方向,有沒有升級空間等。
3.2.2網(wǎng)絡(luò)的選擇
實際視頻會議系統(tǒng)需要的帶寬到底有多大呢?沿用H.320系統(tǒng)的習(xí)慣,H.323系統(tǒng)開會的帶寬一般也是64k的整數(shù)倍。這個帶寬是指召開視頻會議所采用的帶寬。視頻會議系統(tǒng)中帶寬占用主要由4部分構(gòu)成:圖像、聲音、數(shù)據(jù)和信令,數(shù)據(jù)、信令占用的帶寬比較小,尤其是會議召開之后,可以忽略不計。聲音占用帶寬也不大,64k就足夠,聲音帶寬在整個會議中基本保持恒定不變。而視頻占用帶寬最大,變化也最大。造成整個視頻會議的帶寬在會議過程中是變化的,而且會因圖像運動量的多少而變化,甚至?xí)^召開會議時所限定的帶寬。所以,一般來講,要多留出10%左右的帶寬作保證。
3.2.3終端的選擇
隨著多媒體技術(shù),尤其是圖像、語音編解碼技術(shù)的發(fā)展,現(xiàn)在可以選擇的視頻會議產(chǎn)品也越來越多,有高清晰度產(chǎn)品、普通機(jī)頂盒、PC架構(gòu)終端、桌面系統(tǒng)、軟件視頻等等,紛繁復(fù)雜的產(chǎn)品對網(wǎng)絡(luò)有什么要求?用戶又應(yīng)該如何做選擇呢?
網(wǎng)絡(luò)環(huán)境好,可以選擇高帶寬、高清晰度產(chǎn)品,如MPEG2、MPEG4產(chǎn)品。一個比較好的選擇是采用MPEG4的壓縮方式,可以在比較低的帶寬條件下,實現(xiàn)高畫質(zhì)的傳輸,在2M的帶寬下同樣可實現(xiàn)4CIF圖像效果,為用戶節(jié)省大量的帶寬。網(wǎng)絡(luò)環(huán)境差,可以選擇低帶寬產(chǎn)品,側(cè)重H.261、H.263、MPEG4的產(chǎn)品,尤其是H.263,在低帶寬下比其他算法效果好。如果用戶網(wǎng)絡(luò)帶寬非常窄,對視頻會議設(shè)備的投入預(yù)算也比較小,可以考慮桌面系統(tǒng)、軟件視頻等解決方案,采用QCIF格式開會,不失為一種經(jīng)濟(jì)實用的辦法。
一、形象化包裝
1.設(shè)計出形象化的CIS,即企業(yè)識別系統(tǒng)。CIS應(yīng)更加注重頻道的理念化經(jīng)營思路,以更加鮮明的畫面及配音突出形象特色。電視頻道的CIS應(yīng)是一個完整的形式,而且是系統(tǒng)化的模式,從頻道的標(biāo)板形象(呼號式、承諾式、表白式、視覺突破式)、主持人形象乃至各個欄目具體化的包裝上,都應(yīng)以體現(xiàn)頻道的自我形象為根本出發(fā)點。例如,鳳凰衛(wèi)視中文臺的CIS(企業(yè)識別系統(tǒng)),從臺標(biāo)、臺風(fēng)到欄目的包裝,都能感受到港式的風(fēng)格。包裝的質(zhì)量,可謂高標(biāo)準(zhǔn)、高水平,他們巧妙的將頻道的包裝與節(jié)目相融,而且近似于無飾痕。而我們一些地方的電視頻道,在包裝上雖然有了很大的提高,但在CIS的運作上總是顯得呆板,不靈活。
電視頻道具有雙重的特性。第一。它是經(jīng)營性的產(chǎn)品,具有商業(yè)化的經(jīng)營思想。第二,它是傳播媒介,具有廣告人的專業(yè)化性能。因此,電視頻道的CIS應(yīng)是由經(jīng)營者拿出經(jīng)營的思想“精髓”,結(jié)合廣告專業(yè)的表達(dá)模式,將其合二為一,只有這樣的CIS才能完美的體現(xiàn)形象化的包裝。
2.策劃出與欄目相匹配的形象化組合。就電視頻道而言,作為一種特殊的產(chǎn)品,在CIS(企業(yè)識別系統(tǒng))的整體包裝下,其外在的形象化應(yīng)該有鮮明的特色。作為頻道的欄目,應(yīng)以統(tǒng)一的包裝為前提,突出更加具體的形象化欄目。在這一點上鳳凰衛(wèi)視表現(xiàn)得尤為突出,其欄目雖然各有不同的層面,但就整體匹配而言,表現(xiàn)的相當(dāng)完美,將生活時尚、生活品味一一道出,既有活潑亮麗的欄目,又有深沉凝重的敘述。個體欄目各有風(fēng)采,在整體的頻道包裝上更是嚴(yán)格把握統(tǒng)一的經(jīng)營理念。
二、風(fēng)格化包裝
電視頻道的風(fēng)格化包裝的表現(xiàn)方式,是指電視頻道包裝只有形成風(fēng)格化,才能使該電視頻道以更新的形式,讓觀眾去感知和認(rèn)識。風(fēng)格化包裝是電視頻道在CIS以外的另一種形象識別。主要表現(xiàn)一下兩個方面:
1.頻道包裝整體風(fēng)格化。頻道包裝整體風(fēng)格化將會使頻道自身的經(jīng)營理念全方位的釋放出來,使觀眾在接受頻道節(jié)目的時候受到一種風(fēng)格化的享受,就像我們飲食中的菜系形成是依風(fēng)格而定一樣,因此深受人們喜愛。再如一些娛樂頻道的宣傳,畫面極具沖擊力,配音動感十足,這種整體包裝一旦形成自己的風(fēng)格,一樣會被認(rèn)同。Chanel[V]整體的現(xiàn)代化風(fēng)格的包裝,就受到了潮流音樂一族的推崇。
2.頻道包裝中欄目風(fēng)格的個性化。在對整體的電視頻道包裝被認(rèn)知后,其欄目的風(fēng)格的個性化也是觀眾的關(guān)注點,如主持人外形包裝、語言包裝、主持風(fēng)格的包裝等。所以,每個欄目都應(yīng)強(qiáng)調(diào)其欄目的個性化,因為只有個性化,才會有風(fēng)格化。因此,在對頻道整體包裝的基礎(chǔ)上,欄目細(xì)致的風(fēng)格化包裝就如對產(chǎn)品的某個部分進(jìn)行精心設(shè)計一樣。目前,欄目風(fēng)格化的表現(xiàn)十分普及,如湖南電視臺的《快樂大本營》以其欄目的特有的風(fēng)格化成為觀眾熱愛的名牌欄目。由此可見,頻道包裝中,欄目風(fēng)格的個性化表現(xiàn)應(yīng)該作為形象化包裝的重點。
三、人性化包裝
產(chǎn)品的消費心理趨勢是以人為中心的導(dǎo)向,電視頻道作為產(chǎn)品也是體現(xiàn)“人性化”的一種產(chǎn)物。將人性化的理念引入到頻道包裝上,正成為各種頻道包裝的精微之處。人性化包裝充分體現(xiàn)頻道作為一種傳媒,其服務(wù)中:以人為本“的經(jīng)營理念,如在欄目的銜接中加撥公益廣告。應(yīng)該說,公益廣告是頻道人性化服務(wù)的一種表現(xiàn),如在《天氣預(yù)報》欄目前播送提醒注意身體健康的語言;在夜間播放:“時間已較晚,請別忘了明天的學(xué)習(xí)與工作;”“保重身體,保護(hù)視力等”公益類的廣告會使頻道更貼近每一位觀眾的心理,使觀眾在心里上不知不覺地更加貼近頻道。
1、設(shè)計原理及內(nèi)容
1.1設(shè)計原理
為實現(xiàn)嵌入式田間圖像視頻采集,主控芯片選擇使用比較廣泛的S3C2440芯片,攝像頭采用芯片為中星微ZC301的USB攝像頭,把采集到的植物視頻信息傳輸?shù)街骺匦酒小V骺匦酒ò巡杉囊曨l信息顯示到LED觸摸屏上,還要把采集到的信息傳輸?shù)絇C機(jī)中。大田視頻采集模塊總體結(jié)構(gòu)如圖1所示。圖1大田視頻采集模塊總體結(jié)構(gòu)圖軟件方面包括USB攝像頭的驅(qū)動程序、視頻采集程序、LED實時顯示程序網(wǎng)絡(luò)傳輸程序的設(shè)計、調(diào)試、燒寫等操作。
1.2主要研究的內(nèi)容
1)對ARM嵌入式Linux的內(nèi)核,Bootloader、YAFFS根文件系統(tǒng)的制作和移植,即完成軟件平臺的搭建;2)中星微ZC301的USB攝像頭驅(qū)動程序的設(shè)計;3)模塊的視頻采集程序的設(shè)計;4)設(shè)計驅(qū)動LED,來顯示采集到視頻信息的程序;5)設(shè)計TCP網(wǎng)絡(luò)傳輸程序,把視頻信息發(fā)送出去;6)把采集到的視頻圖像顯示到PC虛擬機(jī)上。
2、總體設(shè)計
2.1平臺設(shè)計
2.1.1 BootLoader制作和移植首先按下任意鍵,使ARM9的程序運行停止在如圖2所示的在DNW軟件上出現(xiàn)主選擇菜單界面;接著選擇下載到flash,即選擇‘1’,使用USB下載;在DNW軟件上出現(xiàn)有關(guān)閃存的各個存儲區(qū)間的情況。在上一步完成的基礎(chǔ)上,再選擇FLb.bin要燒寫到NAND閃存中的位置,即選擇‘0’,燒寫到NAND閃存中的boot的位置;然后在DNW軟件界面下執(zhí)行配置選項中的操作執(zhí)行指令,來進(jìn)行下載地址、COM口和波特率設(shè)置;在DNW軟件上點擊USBPort選項中的傳輸操作,找到要燒寫FLb.bin的位置,選中FLb.bin文件;文件傳輸完成后即完成了BootLoader的移植。
2.1.2 系統(tǒng)內(nèi)核剪裁、制作和移植Linux內(nèi)核的移植和引導(dǎo)加載程序的燒寫過程幾乎是相同的,添加內(nèi)核的映像文件和BootLoader的移植都是相同的。也就是說,內(nèi)核是下載到NAND閃存的kernel位置;內(nèi)核移植時會出現(xiàn)移植進(jìn)度條;移植完成后出現(xiàn)的和BootLoader的移植出現(xiàn)的提示一樣。到此,Linux內(nèi)核的移植就完成了。Linux內(nèi)核配置對話框如圖3所示。
2.1.3 FAFFS根文件系統(tǒng)的創(chuàng)建和燒寫過程1)使用目錄創(chuàng)造命令創(chuàng)造根文件系統(tǒng)的目錄,并創(chuàng)建在usr目錄下的bin、dev、etc等目錄,把根文件系統(tǒng)的框架搭建起來;2)創(chuàng)造根文件系統(tǒng)的設(shè)備文件,進(jìn)入到dev目錄下使用創(chuàng)造命令來完成;3)安裝etc,進(jìn)入到etc目錄下進(jìn)行解壓etc.tar.gz;4)進(jìn)入到內(nèi)核目錄下使用模塊編譯命令來編制內(nèi)核模塊;5)使用模塊安裝命令對模塊進(jìn)行安裝;6)使用配置命令對其進(jìn)行配置,編譯命令進(jìn)行編譯,安裝命令進(jìn)行安裝;7)進(jìn)入到根文件目錄下使用ln-s命令來進(jìn)行鏈接,重新再編譯內(nèi)核;8)將編譯生成的內(nèi)核映像文件通過USB傳輸?shù)介_發(fā)板的根文件系統(tǒng)中。
2.2軟件設(shè)計
2.2.1 攝像頭驅(qū)動程序設(shè)計
實現(xiàn)USB設(shè)備的即插即用功能的函數(shù)是攝像頭探測函數(shù),函數(shù)名稱是sp_probe。該驅(qū)動程序中的數(shù)據(jù)傳輸模塊使用takelet來實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的同步快速傳遞,此函數(shù)對圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼使用的是spcode.c程序。數(shù)據(jù)傳輸模塊函數(shù)的具體名稱是sp5_init_isoc,并且在sp5_open函數(shù)中掛有該函數(shù)的入口點。打開設(shè)備是同步傳輸數(shù)據(jù)開始的標(biāo)志,這里實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)暮瘮?shù)是sp_m_data,它把數(shù)據(jù)傳送給驅(qū)動程序,驅(qū)動程序?qū)?shù)據(jù)的訪問使用的是輪詢法。Linux中的USB器件通過系統(tǒng)的USB層來操作下層硬件,流程圖如圖4所示。
2.2.2 模塊視頻采集程序
本系統(tǒng)的視頻采集程序是基于V4L開發(fā)的,主要實現(xiàn)圖像采集設(shè)備的初始化、讀取和關(guān)閉等,基本操作流程如圖5所示。
3、大田視頻采集模塊的安裝與調(diào)試
3.1大田視頻采集模塊安裝執(zhí)行該命令要在該軟件文件所在的目錄下,將視頻采集模塊和PC虛擬機(jī)連接起來。這樣在PC虛擬機(jī)上就會顯示出視頻圖像,如圖6所示。
3.2大田視頻采集模塊現(xiàn)場調(diào)試在齊齊哈爾嫩江大橋以北的農(nóng)田里,對種植的土豆進(jìn)行試驗。模塊調(diào)試如圖7所示。圖7模塊調(diào)試一觸摸屏LED和虛擬機(jī)顯示圖像不清晰,是因為幀的大小等參數(shù)設(shè)置得小,修改后圖像較原來清晰些;觸屏和虛擬機(jī)圖像顯示不連貫是因為其顯示程序中延時設(shè)置太大,以及內(nèi)核需要優(yōu)化小點。大田視頻采集模塊的對農(nóng)作物視頻采集穩(wěn)定,觸屏的視頻圖像顯示非常清晰,且以非常高的質(zhì)量把采集到的視頻圖像傳輸?shù)搅薖C機(jī)上(見圖8),在其上顯示的視頻圖像清晰連貫,能對農(nóng)作物進(jìn)行非常有效的實時監(jiān)測;操作人員能夠從其中迅速獲得農(nóng)作物的自身生長發(fā)育情況和是否有病蟲害等信息,而且大田的農(nóng)作物視頻信息采集受陽光的影響也很小。本次試驗非常成功。圖8PC機(jī)顯示的視頻圖像
4、結(jié)論
CIS主要包括了理論識別、視覺識別以及行為識別三大部分。理念識別一般指的是電視臺的辦臺宗旨、對電視頻道的定位、對電視頻道的經(jīng)營理念以及對電視頻道發(fā)展戰(zhàn)略的理念。行為識別主要是對電視頻道統(tǒng)一的行為規(guī)范、各項資源的管理制度、對電視頻道各項資源的配置以及電視臺的領(lǐng)導(dǎo)形象等。視覺識別是理論識別和行為識別指導(dǎo)下的一種外在形式的具體體現(xiàn),同時也是最能體現(xiàn)出電視頻道整體內(nèi)容個性的最為直接的手段。
二、對電視頻道包裝的色彩設(shè)計原則的分析
在對電視頻道包裝的過程中,如何有效運用色彩效果是電視頻道在包裝色彩設(shè)計環(huán)節(jié)中的重要原則。色彩在電視頻道中運用的好壞,直接關(guān)系到電視頻道包裝的整體效果,因此在對電視頻道進(jìn)行色彩設(shè)計的過程中,一定要掌握好對電視頻道色彩的設(shè)計,堅持電視頻道包裝中的色彩設(shè)計原則。色彩設(shè)計原則主要有兩個方面的內(nèi)容:一方面指的是要注重電視頻道色彩的功能性。不同類型的電視節(jié)目,其功能、效果是不一樣的,在對電視頻道進(jìn)行包裝時,要根據(jù)電視頻道的不同功能,進(jìn)行節(jié)目色彩的顏色搭配,使其達(dá)到電視節(jié)目要體現(xiàn)的功能。另一方面是要根據(jù)觀眾的喜好進(jìn)行色彩的設(shè)計。電視臺開辦節(jié)目的重要的目的就是提高電視節(jié)目的收視率,因此電視頻道要想獲得高收視率,就要堅持走群眾路線,了解觀眾的喜好,并根據(jù)觀眾的喜好選擇色彩,對當(dāng)下最流行的主流顏色進(jìn)行設(shè)計,滿足觀眾的需求,投其所好,從而更好地提高電視頻道的收視率。同時,電視節(jié)目作為一個傳播媒介,對觀眾的價值觀和思想行為有一定的引導(dǎo)作用,因此電視頻道在進(jìn)行色彩設(shè)計包裝時,還要考慮到電視節(jié)目的文化性以及電視節(jié)目的地域性。
三、電視頻道品牌包裝中色彩的運用
(一)電視頻道包裝中暖色調(diào)的運用
暖色調(diào)在電視頻道中,一般都會給人一種既活潑又不失溫馨的感覺,暖色調(diào)在電視頻道的色彩設(shè)計環(huán)境中,大部分情況下都運用在一些綜合節(jié)目和娛樂節(jié)目的開頭中。
(二)電視頻道包裝中冷色調(diào)的運用
冷色調(diào)往往給人一種凝重的感覺,其色調(diào)在設(shè)計搭配中具有一定的嚴(yán)肅性。在各類新聞報道中,對冷色調(diào)使用的比較廣泛,冷色調(diào)的顏色搭配能很好地體現(xiàn)出新聞頻道需要的冷靜和時效,冷色調(diào)的樸實和內(nèi)向,有利于觀眾在觀看的過程中,冷靜下來思考問題,給那些感覺比較活躍和具有擴(kuò)張力的色彩提供一個深遠(yuǎn)、包容的空間,讓二者之間相互襯托,達(dá)到一種和諧的狀態(tài),給觀眾不同的視覺效果。
(三)統(tǒng)一色調(diào)的運用
在對電視頻道進(jìn)行包裝的過程中,要重點考慮到色調(diào)的統(tǒng)一性以及協(xié)調(diào)性。電視頻道在包裝的過程中,要想達(dá)到這一點,就要做好以下幾個方面的要求:
1.要做好相近顏色和同類顏色的統(tǒng)一。
在色彩三要素中,對顏色的明度、顏色的純度以及色相中提取任何一種加以處理,就很容易達(dá)到色彩的統(tǒng)一。在包裝電視頻道的過程中,使用統(tǒng)一色調(diào)的處理方法,讓電視臺的顏色統(tǒng)一地偏向一種灰度或明度,可以讓電視臺的畫面統(tǒng)一地籠罩在某一特定的顏色氛圍中,凸顯出電視節(jié)目的特色。
2.要做好顏色對比的協(xié)調(diào)。
電視節(jié)目中色彩的明度、色彩的純度、色相以及面積和形狀等關(guān)系中的各種不協(xié)調(diào)因素,通過調(diào)整他們之間的比例關(guān)系,加強(qiáng)各個因素之間的呼應(yīng),靠重復(fù)和條文的使用,可以提高顏色的律動感。要綜合考慮好電視節(jié)目主體和背景、字體和圖形、基調(diào)和點綴之間的色彩對比。
3.要做好無顏色為媒介的協(xié)調(diào)。
電視頻道包裝中的無顏色包裝主要指的是黑色、灰色、白色、銀色和金色等一系列顏色,這些顏色都是一些中性的顏色,比較容易和其他顏色搭配。比如,中國年畫中的色彩主要以大紅和大綠的色彩為主,這些色彩都難以達(dá)到協(xié)調(diào)的效果,在其中使用黑線進(jìn)行勾勒,讓整個畫面既可達(dá)到光鮮奪目的效果,又能使整體上看上去比較協(xié)調(diào)。
四、總結(jié)
關(guān)鍵詞:J2EE;通信營業(yè)廳;視頻質(zhì)量;評價系統(tǒng)
為提高通信營業(yè)廳的服務(wù)水平、安防級別和管理效率,目前大部分通信營業(yè)廳均已配備了視頻監(jiān)控系統(tǒng)。然而,隨著視頻監(jiān)控前端攝像機(jī)數(shù)量的不斷增加和視頻監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的不斷擴(kuò)大,傳統(tǒng)的依靠人工評測對圖像質(zhì)量進(jìn)行遍歷檢查的方式已不能滿足現(xiàn)有高清數(shù)字化視頻監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用和維護(hù)的需要。因此,借助軟件工程和圖像識別等計算機(jī)技術(shù),建立一個對通信營業(yè)廳內(nèi)視頻設(shè)備監(jiān)控質(zhì)量自動評價的系統(tǒng)顯得非常重要。J2EE技術(shù)所具有的可移植、低維護(hù)成本、安全和易擴(kuò)展等特性使其被廣泛應(yīng)用于企業(yè)Web應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)中[1]。本文采用目前技術(shù)成熟的J2EE開發(fā)平臺,通過對系統(tǒng)進(jìn)行分層以降低系統(tǒng)的耦合性和開發(fā)的難度,將視頻評價算法封裝為可在Java程序中被調(diào)用的動態(tài)庫文件,實現(xiàn)對視頻質(zhì)量的評價。
1設(shè)計原則
本文的目標(biāo)是設(shè)計通信營業(yè)廳視頻設(shè)備質(zhì)量評價系統(tǒng)。借助圖像識別技術(shù),實現(xiàn)視頻設(shè)備質(zhì)量評價的自動化和智能化,從而有效降低人工成本,幫助用戶及時獲知視頻設(shè)備的質(zhì)量情況,并能針對異常設(shè)備進(jìn)行處理,保障視頻設(shè)備的正常運行。為保證系統(tǒng)實現(xiàn)的成功性,在系統(tǒng)設(shè)計時,應(yīng)以系統(tǒng)的實用性為基本原則,在滿足用戶業(yè)務(wù)功能需求的同時,確保系統(tǒng)易于修改和擴(kuò)展,以適應(yīng)未來的發(fā)展。結(jié)合系統(tǒng)應(yīng)用環(huán)境和用戶的實際需求,本系統(tǒng)的設(shè)計過程遵循以下設(shè)計原則:(1)實用性,以視頻設(shè)備質(zhì)量評價的工作流程為基礎(chǔ),始終以用戶要求為中心,確保系統(tǒng)具有實用、方便等特點;(2)模塊相關(guān)性,系統(tǒng)通常包含若干個子模塊,子模塊之間應(yīng)具有一致的數(shù)據(jù)格式和描述方式,以保證系統(tǒng)的完整性和一致性;(3)可擴(kuò)展性,系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)順應(yīng)信息管理的主流發(fā)展方向,降低系統(tǒng)模塊的耦合度,確保當(dāng)組織結(jié)構(gòu)或功能需求發(fā)生改變時,系統(tǒng)易于擴(kuò)充和升級;(4)可靠性,系統(tǒng)在運行期間應(yīng)能連續(xù)不斷地正常工作,應(yīng)充分考慮邊界條件,對可能出現(xiàn)的問題進(jìn)行預(yù)處理,提高系統(tǒng)的內(nèi)部保護(hù)機(jī)制;(5)安全性,從網(wǎng)絡(luò)傳輸、系統(tǒng)安全、用戶安全、程序安全和數(shù)據(jù)存儲安全等5個方面進(jìn)行設(shè)計,可采用如權(quán)限管理、加密等措施保證系統(tǒng)的安全性。
2系統(tǒng)設(shè)計
2.1系統(tǒng)體系架構(gòu)設(shè)計
根據(jù)通信營業(yè)廳視頻質(zhì)量評價系統(tǒng)開發(fā)和部署的實際情況,借鑒已有成熟的軟件體系架構(gòu),通信營業(yè)廳視頻質(zhì)量評價系統(tǒng)采用B/S結(jié)構(gòu),基于SpringMVC框架將系統(tǒng)劃分為表現(xiàn)層、業(yè)務(wù)層、數(shù)據(jù)存儲層、數(shù)據(jù)接口層和數(shù)據(jù)源層等5個層次。數(shù)據(jù)源層獲取視頻流數(shù)據(jù),主要來源為視頻監(jiān)控系統(tǒng)。數(shù)據(jù)接口層負(fù)責(zé)對數(shù)據(jù)源層傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行過濾、清洗、轉(zhuǎn)換和加載等操作。數(shù)據(jù)存儲層保存系統(tǒng)正常運行所需的數(shù)據(jù),通過JdbcTemplate實現(xiàn)對數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)的操作,如增加、刪除、更新和查詢等。業(yè)務(wù)層負(fù)責(zé)提供軟件系統(tǒng)包含的如計算服務(wù)、質(zhì)量評價和統(tǒng)計分析等業(yè)務(wù)邏輯,業(yè)務(wù)層能夠?qū)?shù)據(jù)傳遞給數(shù)據(jù)存儲層保存,也可以調(diào)用數(shù)據(jù)存儲層的數(shù)據(jù)傳遞到表現(xiàn)層予以顯示,起到承上啟下的作用,業(yè)務(wù)層返回到表現(xiàn)層的數(shù)據(jù)通過JSON實現(xiàn)數(shù)據(jù)序列化。表現(xiàn)層是用戶與軟件系統(tǒng)交互的方式,負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)展現(xiàn)和接收用戶輸入的數(shù)據(jù),其主要表現(xiàn)方式為Web瀏覽器。通過對系統(tǒng)的層次劃分,各層次功能相互分離,能夠有效降低層次之間的依賴性,當(dāng)系統(tǒng)需要修改或升級時,只需替換所在層次部分,因此系統(tǒng)具有更好的可擴(kuò)展性和可維護(hù)性[2]。
2.2功能設(shè)計
系統(tǒng)以通信營業(yè)廳視頻設(shè)備監(jiān)控畫面質(zhì)量智能化檢查需求為導(dǎo)向,通過對視頻設(shè)備質(zhì)量檢查的工作流程進(jìn)行分析調(diào)研,視頻質(zhì)量檢查工作主要分為以下5個步驟。(1)對設(shè)備進(jìn)行分類。由于通信營業(yè)廳視頻監(jiān)控設(shè)備數(shù)量大、分布廣,因此,應(yīng)首先對視頻設(shè)備進(jìn)行分類,提高視頻設(shè)備檢測的覆蓋率和設(shè)備的管理水平。(2)制定檢查任務(wù)。主要實現(xiàn)對檢查任務(wù)的管理,用戶可以創(chuàng)建一個新的任務(wù)或開啟一個已有的任務(wù),每個任務(wù)關(guān)聯(lián)一組視頻設(shè)備。(3)視頻質(zhì)量評價。用戶在開啟某個任務(wù)后,由計算機(jī)獲取該任務(wù)對應(yīng)的視頻設(shè)備,然后開始對這組視頻設(shè)備的實時監(jiān)控畫面的質(zhì)量進(jìn)行評價。(4)檢查結(jié)果管理。完成視頻質(zhì)量評價后,用戶可以在檢查結(jié)果管理功能中查看到所檢查視頻設(shè)備的質(zhì)量狀態(tài),如視頻設(shè)備是否存在清晰度故障、亮度故障、畫面偏色、信號缺失等問題。(5)維修管理。針對檢查結(jié)果為異常的視頻設(shè)備,用戶可以創(chuàng)建對應(yīng)的維修單據(jù),并聯(lián)系維修人員對設(shè)備進(jìn)行檢修,檢修完畢后再將設(shè)備的狀態(tài)修改為正常狀態(tài)。本項目擬實現(xiàn)的系統(tǒng)中的主要功能應(yīng)包括設(shè)備管理、任務(wù)管理、質(zhì)量評價管理、檢查結(jié)果管理、維修管理等功能,此外還應(yīng)具有統(tǒng)計分析、系統(tǒng)管理的輔助。與傳統(tǒng)的依靠人工評測的方式對圖像質(zhì)量進(jìn)行遍歷巡檢模式相比,借助計算機(jī)技術(shù)實現(xiàn)的通信營業(yè)廳視頻質(zhì)量評價系統(tǒng)的功能特點主要有:(1)借助網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實時獲取遠(yuǎn)程營業(yè)廳的視頻設(shè)備監(jiān)控畫面,能夠有效解決視頻設(shè)備數(shù)量多、分布廣等問題,從而降低查閱視頻設(shè)備監(jiān)控質(zhì)量的難度,縮減經(jīng)濟(jì)成本支出,縮短巡檢周期。(2)將圖像識別技術(shù)應(yīng)用于通信營業(yè)廳視頻設(shè)備評價中,能夠有效降低人的主觀因素對視頻質(zhì)量評價的影響,減少人力成本,提供工作效率,并有效減少漏判誤判情況的發(fā)生。(3)通過對視頻設(shè)備監(jiān)控畫面的輪番檢測,能夠確保檢查設(shè)備的完整性和及時性,降低由于人工操作導(dǎo)致的漏看和忽視等情況的發(fā)生。(4)通過計算機(jī)程序能夠從客觀上有效識別出如清晰度故障、亮度故障、視頻噪聲、畫面偏色、畫面凍結(jié)等常見故障,從而使視頻設(shè)備維修人員能夠更加科學(xué)具體地掌握設(shè)備的異常問題,更有針對性地開展維修工作。(5)通過對視頻設(shè)備故障歷史數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析,形成故障知識庫,以報表的形式展現(xiàn)給用戶,為決策提供更加科學(xué)的依據(jù)。
2.3數(shù)據(jù)庫設(shè)計
關(guān)系數(shù)據(jù)庫設(shè)計的目標(biāo)就是要從各種可能的關(guān)系模式組合中選取一組關(guān)系模式來構(gòu)成一個數(shù)據(jù)庫模式,使得人們既不用存儲不必要的重復(fù)信息,又可以方便地獲取信息[3]。為確保數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu)合理,降低數(shù)據(jù)的冗余性,通常應(yīng)遵循數(shù)據(jù)庫設(shè)計的三范式。在描述數(shù)據(jù)庫中各個元素之間關(guān)系時,通常采用實體關(guān)系模型進(jìn)行說明。如視頻設(shè)備、視頻設(shè)備類和檢查任務(wù)之間實體關(guān)系可描述為:視頻設(shè)備具有設(shè)備ID、設(shè)備名稱、設(shè)備類型、設(shè)備狀態(tài)、設(shè)備地址、設(shè)備是否異常等屬性,主鍵為設(shè)備ID;設(shè)備與設(shè)備類之間為多對多的關(guān)系,即一個設(shè)備可以屬于多個設(shè)備類別,一個設(shè)備類可以包含多個不同的設(shè)備;設(shè)備類與檢查任務(wù)之間為一對多的關(guān)系,即一個設(shè)備類可以歸屬于多個不同的檢查任務(wù),而一個檢查任務(wù)僅對應(yīng)一個設(shè)備類。
3結(jié)語
本文主要介紹了基于J2EE的通信營業(yè)廳視頻質(zhì)量評價系統(tǒng)的設(shè)計。采用被廣泛應(yīng)用于企業(yè)Web應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)的J2EE平臺,通過對系統(tǒng)架構(gòu)分層,以降低系統(tǒng)的耦合性和開發(fā)難度,以視頻質(zhì)量檢查工作流程為基礎(chǔ),設(shè)計了系統(tǒng)中的主要業(yè)務(wù)模塊,借助實體概念模型介紹了設(shè)備、設(shè)備類和檢查任務(wù)之間的部分?jǐn)?shù)據(jù)庫設(shè)計。通過視頻質(zhì)量評價系統(tǒng)的應(yīng)用,能夠解決傳統(tǒng)的依靠人工視檢方式存在的工作量大、經(jīng)濟(jì)成本高和遺漏率高等問題,提高通信營業(yè)廳的安防水平和管理效率,進(jìn)而促進(jìn)通信營業(yè)廳整體服務(wù)質(zhì)量的有效提升。
作者:伍玲 單位:湖北工業(yè)大學(xué)
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關(guān)鍵詞:USB;視頻卡;MPEG;WDM
通用串行總線(UniversalSerialBus,即USB)以其方便的即插即用和熱插拔特性,以及較高的傳輸速率,成為PC領(lǐng)域廣為應(yīng)用的外設(shè)連接規(guī)范。目前,國內(nèi)外普遍采用的是USB1.1規(guī)范,它支持兩種傳輸速率:1.5Mbps和12Mbps,主要應(yīng)用在低速傳輸要求的場合。2000年的USB2.0規(guī)范提供了480Mbs的傳輸速率,以滿足更快的數(shù)據(jù)傳輸要求。
為了使MPEG視頻卡快速地向PC機(jī)傳送大量的數(shù)據(jù),我們在設(shè)計MPEG視頻卡與PC機(jī)的接口時采用USB2.0技術(shù)。對USB的設(shè)計與開發(fā),我們是基于CYPRESS公司的EZ-USBFX2系列的CY7C68013芯片及其FX2開發(fā)包。
1、硬件設(shè)計
傳統(tǒng)的采用PCI接口的MPEG視頻卡,不但占用了有限的PCI插槽,安裝不方便,而且不支持熱插拔和即插即用。所以,在本設(shè)計中,我們選用USB2.0接口芯片對傳統(tǒng)的MPEG視頻卡進(jìn)行了改進(jìn)。
改進(jìn)后的USB2.0接口的方案如圖1所示。
該USB2.0接口的MPEG視頻卡的工作原理為:音視頻信號經(jīng)AK4550音頻處理芯片及AA7113視頻處理芯片進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換,將模擬信號轉(zhuǎn)換成8bit的PCM格式的數(shù)字信號,傳入SZ1510音視頻壓縮采集芯片進(jìn)行處理,將編碼調(diào)制PCM格式的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為符合格式MPEG-1的混合影視文件,最后MPEG-1數(shù)據(jù)經(jīng)USB接口芯片送給PC機(jī)作進(jìn)一步的處理,如存儲、顯示等。
設(shè)計中,我們選用的USB接口芯片是EZ-USBFX2系列的CY7C68013芯片。該芯片是針對USB2.0的,而且和USB1.1兼容,它支持兩種傳輸速率:全速(Full_speed)12Mbps和高速(High_speed)480Mbps,它不支持低速(Low_speed)1.5Mbps。該芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖2所示。
CY7C68013-128AC內(nèi)部集成了一個增強(qiáng)的8051內(nèi)核,它既與標(biāo)準(zhǔn)的8051兼容,又有諸多的改進(jìn):最高工作頻率48MHZ,一個指令周期只需4個時鐘周期,比標(biāo)準(zhǔn)的8051平均提高了2.5倍;2個UARTS端口;3個定時/記數(shù)器;擴(kuò)展的中斷系統(tǒng)及其更多I/O口等。CY7C68013內(nèi)部集成的USB2.0的SIE能完成大部分USB2.0協(xié)議的處理工作,減少了用戶對繁雜的USB協(xié)議的處理。另外,用戶在開發(fā)時,可以利用GPIF和FIFO方式實現(xiàn)與高速設(shè)備之間的邏輯連接,并進(jìn)行高速數(shù)據(jù)的傳輸。在該改進(jìn)方案中,我們選用的是GPIF方式,實現(xiàn)和Z1510之間的通信。
2、軟件設(shè)計
USB軟件設(shè)計包括三方面的工作:固件(Fireware)設(shè)計,驅(qū)動程序設(shè)計和主機(jī)端應(yīng)用程序的設(shè)計。
(1)固件設(shè)計
設(shè)計中,我們考慮到MPEG視頻卡要求快速地持續(xù)地傳送大量數(shù)據(jù),并對數(shù)據(jù)的完整性要求不太高,我們采用ISO傳輸方式。另外,我們讓CY7C68013工作在GPIF模式下的FIFORead方式,最多可以傳輸4Gbyte(WORDWIDE=0)或word(WORDWIDE=1)。外設(shè)的數(shù)據(jù)由于不需8051的處理,我們采用自動打包的方式(AUTOIN=1),直接從FIFO到SIE,這樣有利于提高傳輸速率。其主要實現(xiàn)代碼如下:
voidTD_Init()
{
CPUCS=0X01;file://CLKSPD[1:0]=10;for48MHzoperation.
GpifInit();
……
SYNCDELAY;
EP6CFG=0XDA;file://端點配置:同步IN方式、緩沖大小1024字節(jié)
SYNCDELAY;
FIFORESET=0X80;//activateNAK_ALLtoavoidraceconditions
SYNCDELAY;
FIFORESET=0X06;file://reset,FIFO6
SYNCDELAY;
FIFORESET=0X00;file://deactivateNAK_ALL
SYNCDELAY;
EP6FIFOCFG=0X0D;file://wordwide=1
SYNCDELAY;
……
}
(2)驅(qū)動程序設(shè)計
在WINDOWS平臺下,USB驅(qū)動程序由三部分組成:USB設(shè)備驅(qū)動程序,USB總線驅(qū)動程序和USB主控制器驅(qū)動程序,它們必須遵循WIN32驅(qū)動程序模型(WDM)。其中,WINDOWS操作系統(tǒng)已經(jīng)提供了處于驅(qū)動程序棧底的USB總線驅(qū)動程序和USB主控制器驅(qū)動程序。而USB設(shè)備驅(qū)動程序由設(shè)備開發(fā)者編寫,它通過向USB總線驅(qū)動程序發(fā)送包含URB(USBRequestBlock)的IRP(I/ORequestPacket),來實現(xiàn)USB外設(shè)之間的信息交換。當(dāng)主機(jī)應(yīng)用程序要對USB設(shè)備進(jìn)行I/O操作時,它調(diào)用WindowsAPI函數(shù)對Win32子系統(tǒng)進(jìn)行Win32調(diào)用,由I/O管理器將此請求構(gòu)造成一個合適的IRP,并把它傳遞給USB設(shè)備驅(qū)動程序。USB設(shè)備驅(qū)動程序接受到這個IRP后,根據(jù)IRP中包含的具體操作代碼,構(gòu)造響應(yīng)的URB并把它放到一個新IRP中,然后把此IRP傳遞到USB總線驅(qū)動程序,USB總線驅(qū)動程序根據(jù)IRP中所包含的URB執(zhí)行響應(yīng)的操作,并把操作結(jié)果通過IRP返還給USB設(shè)備驅(qū)動程序。USB設(shè)備驅(qū)動程序接受到此IRP后,將操作結(jié)果通過IRP返還I/O管理器。最后,I/O管理器將此IRP中操作結(jié)果返還給應(yīng)用程序,至此應(yīng)用程序?qū)SB設(shè)備的一次I/O操作完成。
開發(fā)USB設(shè)備驅(qū)動程序,可采用Numega公司的開發(fā)包DriverWorks和Microsoft公司的2000DDK,并以VC++6.0作為輔助開發(fā)環(huán)境。DriverWorks提供的驅(qū)動向?qū)?,可根據(jù)用戶的需要,自動生成代碼框架。減少了開發(fā)的難度,縮短了開發(fā)的周期。
在CYPRESS公司的EZ-USBFX2開發(fā)包中,有一個通用的驅(qū)動程序,該程序可不加修改經(jīng)DDK編譯后直接使用。在本設(shè)計中,由于時間關(guān)系,我們采用的就是這個通用驅(qū)動程序(GPD)。
(3)應(yīng)用程序設(shè)計
USB主機(jī)應(yīng)用程序是計算機(jī)中完成特定功能的程序,其關(guān)鍵是實現(xiàn)從USB外設(shè)讀取或發(fā)送特定數(shù)量的數(shù)據(jù),USB標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備請求和特定的命令等。另外,可以對數(shù)據(jù)做進(jìn)一步的處理,如:存儲、顯示、快速傅立葉變換等。在WINDOWS2000下,我們所使用的應(yīng)用程序開發(fā)工具是VC++6.0。