电梯监控系统中的视频编解码关键技术

3.2.2 修改配置文件

　　Mplayer所有可用的音、视频解码器均在etc 目录下的 codec.conf 文件中声明。所以，植入时需要在该文件中注册自定义的硬件解码器。文件中，使用 videocodec 关键字声明新解码器名;info关键字指明-help 命令执行时打印的信息;status 关键字表示该解码器的工作状态;fourcc 关键字说明解码器可解析的视频类型，其格式为四字符的国际通用的视频压缩标准; driver 关键字指明集成在 Mplayer 内部的解码器模块，即所实现的解码器名，必须和vd_info_t中定义的第二个字符串short name参数一致;out 关键字说明解码后输出的色彩编码格式。

3.2.3 添加解码驱动

　　在libmpcodec/vd.c中加入MFC的解码驱动。在vd.c中将硬件解码器的vd_functions_t结构体变量添加到全局数组vd_functions_t* mpcodecs_vd_drivers[]中，该数组中保存了Mplayer当前可用的所有的视频解码器，这些解码器可以通过vd_info_t中的short name所保存的全局唯一字符串来查找。MPlayer运行时，会将codec.conf中所有的视频解码器读入程序，并保存在全局的数组codecs_st video_codecs[]中。vd.c中的init_best_Video_codec函数会根据video_codecs[]数组中的信息匹配当前视频的最佳解码器，并在mpcodecs_vd_drivers[]中查找相应的解码函数。

3.2.4 移植Mplayer至开发板

　　修改libmpcodec/Makefile文件，在SRCS_COMMON中添加新植入的解码器文件以及其它相关的新增源文件。交叉编译后，将Mplayer移植到开发板上。为了保证最终的视频播放效果，可以根据LCD显示屏尺寸修改/.mplayer/config文件中的显示配置参数。

　　至此，通过向Mplayer中植入硬件编码器，在嵌入式设备上实现了基于S5pv210芯片的硬件解码技术。

4 实验测试

　　通过上述方法，设计实现了一套兼具广告视频播放功能的电梯监控系统样机。系统的嵌入式端硬件实现是以S5pv210核心板为基础，根据电梯监控应用环境扩展外围电路，支持有线和无线以太网接入，支持HDMI视频输出以及外接SD卡存储。软件开发平台为嵌入式Linux操作系统，视频采集利用V4L2框架实现，视频传输使用UDP协议，其中视频的硬件编解码基于S5pv210的MFC开发实现。针对系统的嵌入式端进行运行测试，目的是验证当前设计是否能满足市场应用要求，即在降低硬件成本的同时，保证系统性能。

　　为了测试硬件编解码的运行效率，系统加载了上一代监控产品的软件编解码代码，进行对比运行测试。测试过程中，实时查询系统的CPU占用率，以执行代码时的CPU占用率作为运行效率的量化评价指标。

　　对比测试发现，采用软件编解码技术的代码执行效果很差。仅运行视频采集功能模块，即运行视频编码时，在不向服务器传输实时视频的情况下，CPU占用率已经达到71%。若同时开启编码和传输功能，CPU占用率则上升至85%，服务器端的监视画面出现延迟、卡顿现象。尝试让系统在采集传输视频的同时，再播放广告视频，即同时运行编解码程序，系统死机完全无响应，可认为CPU占用率达到100%。这说明，嵌入式芯片的有限处理能力无法负荷针对PC 环境开发的软件编解码程序。

　　对本文所设计的硬件编解码程序，在相同条件下进行测试。在单独执行编码程序的情况下，CPU占用率仅为30%;若同时开启编码和传输功能，CPU占用率仅增加了3%。从测试结果来看，增加视频传输对系统开销的影响几乎可以忽略，这是由于本文设计的传输程序是伴随视频帧编码同时进行的，采用H.264编码格式传输的数据量很小，对系统资源消耗很少。此外，从监控画面来看，视频无卡顿，仅有少许延迟。如果再同时运行解码程序，CPU占用率上升至67%，系统依然正常运行，无卡顿。广告视频播放流畅，画面清晰，色彩无失真。

　　对比测试的结果如表1所示，结果表明本文设计实现的视频硬件编解码技术很好地发挥了S5pv210芯片的多媒体处理能力，表现出良好的系统运行效率。

5 结束语

　　本文基于S5pv210芯片设计实现了一个嵌入式电梯远程安全监控及视频广告系统。为提高电梯监控视频的采集、传输、处理及存储效率，监控视频采用H.264格式，并针对S5pv210芯片研究并实现了H.264视频硬件编码技术;为减少广告视频播放过程中的系统资源占用，针对广告视频开发了硬件解码技术，从而在一个嵌入式芯片上同时实现监控视频采集和广告视频播放，以达到降低系统硬件成本及减小设备尺寸的目的。通过系统的运行测试，表明设计实现的硬件编解码技术，相对软件编解码而言，系统资源占用率更低，系统运行效率更高。由于采用嵌入式设计和硬件编解码技术，该系统产品化后，与前一代产品相比，将大大降低产品生产和施工部署成本。

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本文来源于中国科技期刊《电子产品世界》2016年第11期第35页，欢迎您写论文时引用，并注明出处。