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OSD技术在ATM数字视频监控系统中的应用
摘要：介绍了一种用于ATM自动提款机的数字视频监控系统，从经济实用的角度出发，在系统的前、后端分别实现了OSD功能。前端叠加的OSD信息作为图像的说明和补充，并且随视频流传输和存储；后端叠加的OSD提供了友好的用户界面，不影响图像的完整性。随着银行客户终端ATM自动提未机的推广使用，其安全防范工作显得越来越重要，难度也越来越大。因此，针对ATM的数字视频监控系统便应运而生。数字视频监控系统常常采用在屏显示（On Screen Display,OSD）技术实现人机界面。在屏显示技术就是在图像上叠加文字，使显示屏幕为用户提供更多的附加信息。在ATM监控中，银行对OSD功能有着特殊的要求：
（1）将ATM机号、时间、日期、卡号、数据叠加在所录视频图像上，并且要在每个画面上叠加上镜头的地信息。这些信息叠加以后就成为图像的一部分，作为视频图像的说明，便于进行监控和查询。
（2）在回放或者监控时要提供友好的用户菜单，用来进行系统的设置和查询等操作。这些菜单信息只是给用户提供交互的信息，不破坏图像的完整性，
并且不随图像数据传输和存储。
本文针对ATM监控系统对OSD功能的要求，在自行设计的一款ATM监控设备中用不同的方法实现了两种OSD功能。所采用的方法经济、实用，具有普遍意义，也可以推广到其它的数字视频监控系统中。
1 系统简介
本监控系统是一个基于嵌入式CPU和新型MPEC-4硬件编、解码芯片的系统，提供两路视频输入。为了节约成本，两路视频信号复合成画中画进行压缩编码，由嵌入式CPU从PCI接口对压缩数据进行存储和传输。其输出端提供实时的视频输出和画中画回放数据输出。系统硬件结构图如图1所示。
视频A/D转换器选用PHILIPS公司的SAA7113H，通过I2C总线进行寄存器管理，输出标准ITU656接口数据。
画面分割芯片选用A.LOGICS公司的AM-204M五画面分割器，通过对其寄存器的编程实现两路视频信号的画中画叠加。在实际应用中，主画面监控整个提款机终端，子画面监控出钞口。这款芯片还具有OSD功能，用它可实现图像附加信息的叠加。
模拟开关用来选择视频是输出压缩前的实时视频还是回放录像文件的视频，用两片FAIRCHILD公司的74LVT16245总线驱动芯片来实现这部分功能。一片接压缩编码前的数据，另一片接回放的视频数据，两片芯片的输出接在一起送到D/A芯片去实现视频的显示。单片机控制74LVT16245的使能端，根据需要让其中一片74LT16245输出视频数据，实现输出视频的选择。这样，通过对单片机编程，就可以控制在监视器上输出实时视频还是回放录像文件的视频。
视频D/A转换器选用PHILIPS公司的SAA7121，通过I2C总线进行寄存器管理、输入ITU656接口数据、输出模拟视频。
要想使OSD叠加的信息能作为图像的一部分，即图像的附加信息（如日期等）存储到文件中，必须将信息叠是模拟视频输入端，将信息直接和模拟视频叠加后再进行A/D视频转换。另一个是在画面分割器后端的数字视频上叠加信息。这两种方法要用到不同的OSD芯片，虽然效果较好，但增加了设备的成本和电路板的尺寸。在实际的设计中，选用了一款带有OSD功能的画面分割芯片AM-204M，直接在画面分割芯片中叠加字符信息，较好地解决了这个问题。
要实现作为用户操作界面信息的OSD信息的叠加，这里把这部分OSD功能加在视频D/A芯片的复合视频广播信号（CVBS）的输出上。这部分OSD功能提供信息给用户，不破坏图像数据的完整性。由于菜单所需要的信息较多，并且本系统主要是针对国内用户，要求用汉字菜单，所以选用的OSD芯但要提供汉字信息，而且要有足够的汉字库。事实上目前市场上大多数的OSD芯片都只能提供简单的字符信息叠加。通过综合的比较，最终选用了FUJISU公司的MB90092芯片。
这里采用单片机AT89C55WD控制画面分割芯片和MB90092芯片实现OSD叠加。所需要的时间信息由单片机通过时钟芯片获得，ATM的机号和卡号从单片机的串行口获得。用户通过接口菜单的一些设置信息，完成单片机与嵌入式CPU的通信。单片机和两个用作OSD的芯片的连接如图2所示。
2 用画面分割芯片实现OSD字符的叠加
OSD字符的叠加由A.LOGIC公司的画面分割芯片AM-204M实现。AM-204M有较强的OSD功能，可实现字符OSD和位图OSD功能。实际上它的OSD功能通过其内部的只读存储器和随机存储器两部分完成。只读存储器存储了128个常用的字符，包括字母和标点符号等，在出厂前一般都已经设定好了。随机存储器中可以存储64个字节，用户可以编程设定这部分字符，灵活运用这部分存储器的内容可以实现多种格式的OSD信息。每屏显示的字符容量最大是34列×22行。字符采用彩色显示，在一个屏幕内最多可同时显示三种颜色。在625线的系统中，字符大小为20×24点阵时就可以有较好的效果。
2.1 画面分割芯片主要控制管脚说明
单片机通过操作画面分割的HOST接口就可以对寄存器进行管理，以此来实现OSD功能。面画分割芯片AM204M主要接口管脚如下：
ADEN：芯片地址使能输入，下降沿取地址数据。
WREN：芯片写使能输入，上升沿有效。
RDEN：芯片读使能输入，低电平有效。
MDATA[7:0]：并行数据口，是单牒同对AM-204M进行读写操作的数据口。
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