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OSD技術(shù)在A(yíng)TM數字視頻監控系統中的應用
摘要：介紹了一種用于A(yíng)TM自動(dòng)提款機的數字視頻監控系統，從經(jīng)濟實(shí)用的角度出發(fā)，在系統的前、后端分別實(shí)現了OSD功能。前端疊加的OSD信息作為圖像的說(shuō)明和補充，并且隨視頻流傳輸和存儲；后端疊加的OSD提供了友好的用戶(hù)界面，不影響圖像的完整性。隨著(zhù)銀行客戶(hù)終端ATM自動(dòng)提未機的推廣使用，其安全防范工作顯得越來(lái)越重要，難度也越來(lái)越大。因此，針對ATM的數字視頻監控系統便應運而生。數字視頻監控系統常常采用在屏顯示（On Screen Display,OSD）技術(shù)實(shí)現人機界面。在屏顯示技術(shù)就是在圖像上疊加文字，使顯示屏幕為用戶(hù)提供更多的附加信息。在A(yíng)TM監控中，銀行對OSD功能有著(zhù)特殊的要求：
（1）將ATM機號、時(shí)間、日期、卡號、數據疊加在所錄視頻圖像上，并且要在每個(gè)畫(huà)面上疊加上鏡頭的地信息。這些信息疊加以后就成為圖像的一部分，作為視頻圖像的說(shuō)明，便于進(jìn)行監控和查詢(xún)。
（2）在回放或者監控時(shí)要提供友好的用戶(hù)菜單，用來(lái)進(jìn)行系統的設置和查詢(xún)等操作。這些菜單信息只是給用戶(hù)提供交互的信息，不破壞圖像的完整性，
并且不隨圖像數據傳輸和存儲。
本文針對ATM監控系統對OSD功能的要求，在自行設計的一款ATM監控設備中用不同的方法實(shí)現了兩種OSD功能。所采用的方法經(jīng)濟、實(shí)用，具有普遍意義，也可以推廣到其它的數字視頻監控系統中。
1 系統簡(jiǎn)介
本監控系統是一個(gè)基于嵌入式CPU和新型MPEC-4硬件編、解碼芯片的系統，提供兩路視頻輸入。為了節約成本，兩路視頻信號復合成畫(huà)中畫(huà)進(jìn)行壓縮編碼，由嵌入式CPU從PCI接口對壓縮數據進(jìn)行存儲和傳輸。其輸出端提供實(shí)時(shí)的視頻輸出和畫(huà)中畫(huà)回放數據輸出。系統硬件結構圖如圖1所示。
視頻A/D轉換器選用PHILIPS公司的SAA7113H，通過(guò)I2C總線(xiàn)進(jìn)行寄存器管理，輸出標準ITU656接口數據。
畫(huà)面分割芯片選用A.LOGICS公司的AM-204M五畫(huà)面分割器，通過(guò)對其寄存器的編程實(shí)現兩路視頻信號的畫(huà)中畫(huà)疊加。在實(shí)際應用中，主畫(huà)面監控整個(gè)提款機終端，子畫(huà)面監控出鈔口。這款芯片還具有OSD功能，用它可實(shí)現圖像附加信息的疊加。
模擬開(kāi)關(guān)用來(lái)選擇視頻是輸出壓縮前的實(shí)時(shí)視頻還是回放錄像文件的視頻，用兩片FAIRCHILD公司的74LVT16245總線(xiàn)驅動(dòng)芯片來(lái)實(shí)現這部分功能。一片接壓縮編碼前的數據，另一片接回放的視頻數據，兩片芯片的輸出接在一起送到D/A芯片去實(shí)現視頻的顯示。單片機控制74LVT16245的使能端，根據需要讓其中一片74LT16245輸出視頻數據，實(shí)現輸出視頻的選擇。這樣，通過(guò)對單片機編程，就可以控制在監視器上輸出實(shí)時(shí)視頻還是回放錄像文件的視頻。
視頻D/A轉換器選用PHILIPS公司的SAA7121，通過(guò)I2C總線(xiàn)進(jìn)行寄存器管理、輸入ITU656接口數據、輸出模擬視頻。
要想使OSD疊加的信息能作為圖像的一部分，即圖像的附加信息（如日期等）存儲到文件中，必須將信息疊是模擬視頻輸入端，將信息直接和模擬視頻疊加后再進(jìn)行A/D視頻轉換。另一個(gè)是在畫(huà)面分割器后端的數字視頻上疊加信息。這兩種方法要用到不同的OSD芯片，雖然效果較好，但增加了設備的成本和電路板的尺寸。在實(shí)際的設計中，選用了一款帶有OSD功能的畫(huà)面分割芯片AM-204M，直接在畫(huà)面分割芯片中疊加字符信息，較好地解決了這個(gè)問(wèn)題。
要實(shí)現作為用戶(hù)操作界面信息的OSD信息的疊加，這里把這部分OSD功能加在視頻D/A芯片的復合視頻廣播信號（CVBS）的輸出上。這部分OSD功能提供信息給用戶(hù)，不破壞圖像數據的完整性。由于菜單所需要的信息較多，并且本系統主要是針對國內用戶(hù)，要求用漢字菜單，所以選用的OSD芯但要提供漢字信息，而且要有足夠的漢字庫。事實(shí)上目前市場(chǎng)上大多數的OSD芯片都只能提供簡(jiǎn)單的字符信息疊加。通過(guò)綜合的比較，最終選用了FUJISU公司的MB90092芯片。
這里采用單片機AT89C55WD控制畫(huà)面分割芯片和MB90092芯片實(shí)現OSD疊加。所需要的時(shí)間信息由單片機通過(guò)時(shí)鐘芯片獲得，ATM的機號和卡號從單片機的串行口獲得。用戶(hù)通過(guò)接口菜單的一些設置信息，完成單片機與嵌入式CPU的通信。單片機和兩個(gè)用作OSD的芯片的連接如圖2所示。
2 用畫(huà)面分割芯片實(shí)現OSD字符的疊加
OSD字符的疊加由A.LOGIC公司的畫(huà)面分割芯片AM-204M實(shí)現。AM-204M有較強的OSD功能，可實(shí)現字符OSD和位圖OSD功能。實(shí)際上它的OSD功能通過(guò)其內部的只讀存儲器和隨機存儲器兩部分完成。只讀存儲器存儲了128個(gè)常用的字符，包括字母和標點(diǎn)符號等，在出廠(chǎng)前一般都已經(jīng)設定好了。隨機存儲器中可以存儲64個(gè)字節，用戶(hù)可以編程設定這部分字符，靈活運用這部分存儲器的內容可以實(shí)現多種格式的OSD信息。每屏顯示的字符容量最大是34列×22行。字符采用彩色顯示，在一個(gè)屏幕內最多可同時(shí)顯示三種顏色。在625線(xiàn)的系統中，字符大小為20×24點(diǎn)陣時(shí)就可以有較好的效果。
2.1 畫(huà)面分割芯片主要控制管腳說(shuō)明
單片機通過(guò)操作畫(huà)面分割的HOST接口就可以對寄存器進(jìn)行管理，以此來(lái)實(shí)現OSD功能。面畫(huà)分割芯片AM204M主要接口管腳如下：
ADEN：芯片地址使能輸入，下降沿取地址數據。
WREN：芯片寫(xiě)使能輸入，上升沿有效。
RDEN：芯片讀使能輸入，低電平有效。
MDATA[7:0]：并行數據口，是單牒同對AM-204M進(jìn)行讀寫(xiě)操作的數據口。
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