摘　要：在利用电话线路进行图像传输的远程监视系统中，图像的压缩和编码是系统中的核心部分。利用小波变换的优良特性进行图像压缩可以达到较大的压缩比，并且具有良好的图像重建效果。本系统采用Analog Devices公司的系列芯片构建的远程监视系统可以达到较高的图像传输率。
    关键词：小波变换；图像压缩；远程监视；电话线路

1　引 言
　　小波变换突破了傅里叶分析的局限，与傅里叶变换不同，他在时域和频域上同时具有良好的局部性质，对高频成分采用逐步精细的时域（空间域）取样步长，可以观察对象的任意细节。小波变换能够将一个信号分解成其空间和时间的独立贡献，同时又不丢失原信号所包含的信息。小波变换相当于一个具有放大、缩小和平移的数学显微镜，可通过检查不同放大倍数下信号的变化来研究其动态特性。
2　系统结构
　　本系统采用主从式结构，远端由摄像头、图像采集压缩板、调制解调板构成。主机由高性能微机或服务器、Modem池组成，系统结构如图1所示。

　　在远端通过按键触发图像采集和传输过程，服务器端接收到触发信号后自动开始接收图像数据，并进行解码和图像重建。服务器软件可以对图像的分辨率、色彩、传输率等参数进行设置。
2．1　远端图像采集系统结构
　　模拟视频信号通过ADV7185图像采集转换芯片，产生符合CCIR601格式的图像数据流，然后经过ADV611芯片进行小波变换、量化和图像编码，并把结果存储在系统缓存中供单片机AT89C51调用。AT89C51通过Modem把图像数据发送到服务器中，同时负责接收服务器发来的控制信号，对图像的采集过程进行参数设置和控制。远端图像采集系统结构如图2所示。

2．2　ADV7185芯片介绍
　　ADV7185是Analog Devices公司生产的一种模拟视频到数字YCrCb视频的解码器，内部集成了2个支持6路模拟视频差分输入，自动NTSC／PAL制式识别，实时水平和垂直比例可调，支持CVBS，SVHS，YCrCb视频输入接口。ADV7185可以按照YCrCb（4∶2∶2或4∶1∶1），CCIR601／CCIR656数据8 b或扩展10 b格式输出。可对ADV7185进行白色峰值、色调、亮度、饱合度、对比度输出控制。
2．3　ADV611芯片介绍
2．3．1　芯片简介
　　ADV611是Analog Devices公司生产的一种基于小波变换的对视频数据进行实时压缩和解压的芯片。可以通过硬件精确控制图像的压缩率，对典型的自然图像可按照4∶1的比率进行无损压缩，有损压缩率高达7 500∶1。该芯片带有512×32 b的FIFO主机缓冲接口，支持CVBS,SVHS,YCrCb视频格式数据输入接口，无需中间器件可直接与ADV7185芯片相连。ADV611内部的DRAW管理单元可外接256 k×16 b的DRAM外存芯片，无需昂贵的SRAM芯片，从而可大大节省系统成本。ADV611芯片内部结构如图3所示。

2．3．2　小波变换的硬件实现
　　ADV7185采集的图像数据按照亮度和色差信号以CCIR601格式分奇偶场输出。ADV611根据ADV7185输出的行同步和场同步信号进行数据处理。用一维2通道小波变换对数据进行滤波处理，按照先水平后垂直的顺序进行小波变换。小波变换的系数由后继的量化单元进行量化，然后用熵编码器对量化后的数据进行游程编码和哈夫曼编码，最后把结果存储在缓存中。其中，小波变换、量化、编码都由ADV611硬件实现。
    数据压缩过程如图4所示。

　　ADV611芯片采用双正交9－7小波基的小波变换方法，对图像数据Y，Cr，Cb三个图像组件分别进行五阶小波变换，Mallat算法框图如图5所示。

3　系统软件结构
　　系统软件分为远端软件和服务器端软件两部分。
远端软件运行在AT89C51单片机上，主要负责与服务器的远程通信，把压缩后的图像数据发送到服务器上，并接收来自服务器的控制指令。服务器软件负责与远端图像采集站的通信，接收来自远端的图像数据，并能向远端发送控制指令。另外服务器软件还要对接收到的压缩图像数据进行解码和图像重建，并生成和维护图像数据库。图6为远端图像采集系统，图7为服务器端图像处理系统。

4　结　语
　　该系统图像压缩率高达7 000∶1，支持JPEG2000图像标准，在64 kb／s的传输线路上可达到每6～8帧／s的图像传输率，并具有灰度、分辨率可调、感兴趣图像区域选择的功能，同时可与110报警系统互联。该系统在银行、交通等领域具有广阔的应用前景。

参考文献

［1］Mihael Adams D,The JPEG-2000 still image　compression standard［M］，2001．
［2］章毓晋．图像处理和分析［M］．北京∶清华大学出版社，2001．
［3］Analog Device Inc．ADV611_＿2_＿0．pdf．http：／／www．analog．com