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基于ARM的移动视频监控终端设计与实现

作者:时间:2012-08-09来源:网络收藏

0 引言
随着人们对生活和工作环境的安全性的要求不断提高,安全防范的重要性越来越突出。视频监控技术在各个领域发挥着越来越重要的作用,比如对森林、旅游景点、城市小区等通过视频监控来实时监控现场发生的情况。将嵌入式技术和无线网络技术应用于视频,与传统的有线视频监控相比,无线视频监控摆脱了网络电缆的束缚,提高了视频监控的灵活性和可扩展性。监控人员可以携带手持监控设备而不必在固定位置值守来监控现场。
在无线网络环境下传输视频,庞大的视频信息量对有限的传输带宽是难以承受的,成为阻碍其应用的瓶颈之一,因此,需要高效率的视频压缩标准来满足无线传输带宽的需求。新一代视频压缩标准H.264是面向Internet和无线网络的视频图像编解码技术,它不仅提高了压缩效率,而且增加了网络适应能力,降低了网络带宽的需求。H.264标准定义了视频编码层VCL(Video Coding Layer)和网络提取层NAL(Network Abstraction Layer)。视频编码层主要采用帧内预测、帧间预测、变换和量化、熵编解码等技术实现视频压缩功能,网络提取层将编码后的数据封装成NALU单元,以适应在无线网络中传输。
移动视频微处理器为核心,剪裁适合视频的嵌入式Linux操作系统。通过配备无线网卡接收监控前端压缩视频数据,解码、显示监控前端发送的视频流,实时显示前端监控画面。本文将重点阐述在视频传输过程中采用RTP/UDP/IP协议时,出现的视频包乱序、丢包处理方法,以及在平台上对H.264解码器的移植和实现。

1 系统的硬件平台
系统硬件平台主要由嵌入式微处理器、NANDFLASH,SDRAM,IEEE802.11协议无线网卡、LCD模块组成。本系统的微处理器选用三星公司9内核的S3C2440,系统时钟采用400 MHz的工作频率。S3C2440内部集成了大量的功能单元,包括:存储器控制器有8个Bank区间、LCD控制器、USB控制器以及丰富的外设接口资源,根据视频监控终端的需求,在此基础上进行外围电路的配置和扩展。视频监控终端硬件框图如图1所示。

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存储器包括ROM和RAM两部分,ROM配备了非线性结构的K9F1208UOM容量为64M×8 b的NAND FLASH芯片;RAM配备2片HY57V561620BT—H组成32位数据总线的SDRAM,适用监控终端处理庞大视频数据的需求。在USB Host接口上外接一块基于IEEE802.11协议的无线网卡,通过无线AP端点接收监控前端视频数据。液晶屏选用TFT真彩液晶屏,并配备相应的触摸屏实现人机交互的目的。

2 系统的软件设计
移动视频监控终端软件设计以嵌入式Linux操作系统为核心,作为一种开源操作系统,Linux具有支持多种硬件平台、丰富的设备驱动和良好的网络功能等特点。针对监控终端的具体应用对内核进行配置,剪裁出合适的系统。监控终端应用软件是建立在操作系统之上,为实现RTP/UDP/IP协议下接收H.264视频流和ffmpeg解码库实时解码视频流。


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