基于嵌入式linux的视频采集编码发送模块的设计与实现_硕士学位论文(编辑修改稿)

基于嵌入式linux的视频采集编码发送模块的设计与实现_硕士学位论文(编辑修改稿)内容摘要：

48 视频传输链路实现 48 视频传输模块实现 51 本章小结 53 第五章 系统测试 55 测试内容和预期目标 55 测试过程 56 测试网络环境搭建 56 测试步骤 57 测试结果及分析 58 本章小结 60 第六章 总结与展望 61 工作总结 61 不足和展望 61 致谢 63 参考文献 64 附录 攻读硕士学位期间的科研工作 67 重庆邮电大学硕士论文 第一章 绪论 1 第一章 绪论 视频监控系统行业背景 随着人 们对安全要求的不断提高和嵌入式微处理器 、多媒体压缩技术以及无线传 输技术的迅猛发展，无线实时视频监控系统得到了快熟的发展与应用。 从技术角度上研 究视频监控系统，可以将视频监控系统划分为三个阶段，分别是：第一阶段 的模拟视频监控系统（ CCTV）， 第二阶段 的数模结合的视频监控系统（ DVR）。 而随着多媒体传输技术的发展，主要是信息编解码技术的发展以及Inter 网络和无线网络的发展，数字视频监控系统又可被划分为 以数字录像设备为核心的 数字化本地 视频监控系统 和 以嵌入式视频 服务器 为核心的 数字化远程 视频监控系统 ，即第三代的网络视频监控系统。 近年来个人化、智能化和网络化将是未来视频监控市场主要的发展趋势 [1]，视频监控应用的发展过程如图 所示。 网 络 视 频监 控数 字 视频 监 控高 清模 拟 视频 监 控智 能模 拟 摄 像 机+ 录 像 机（ 磁 带 式 ）模 拟 摄 像机 + D V R模 拟 摄 像 机+ D V S + 存 储网 络 摄 像机 + 存 储模 拟 摄 像 机+ D V R （ 网 络 ）1 9 9 92 0 0 52 0 1 0 图 监控应用的变迁 一． 模拟视频监控系统 模拟视频监控系统使用专用 的同轴线缆传输模拟的视频信号，它 的系统硬件组成主要部分是 摄像机、线缆、录像机和监视器等 设备。 随着多媒体技 术编解码技术发展，微处理器性能的提高以及网络带宽的提高，视频监控系统在硬件结构方式、功能实现、性能以及扩展性方面都有了重大的变化，视频在系统构成上更加灵活个性化，功能上更加 丰富、全面，人机交互更加友好易于操作，系统的外围接口更加丰富且统一，便于系统的功能拓展。 但是，由于视频信息流的在系统中依然是以模拟信号传输，视频监控系统的的系统构架难以发生 巨大 的变革，同时模拟视频监控系统的网络结构是一种单向、单功能形式的信息采集传输网络 ，因此虽然系统的整体技术已发展到很成熟的技术水平，但是由于以上系统结构和网络结构的局限 ，模拟监控系统的发展已经到达一个瓶颈阶段，难以满足日益提重庆邮电大学硕士论文 第一章 绪论 2 升的视频监控需求。 模拟监控系统的主要缺陷是： (1) 系统监控区域有限。 由于模拟信号在同轴电缆传输的范围有限，导致系统通常只适合 应用在范围较小的监控区域 ； (2) 系统的扩展 能力差。 对于已建立好的监控系统，由于其组网架构以及系统功能架构的局限，若要去增添设备，则需要大范围的修改系统，甚至重建系统。 (3) 不能形成有效的报警联动。 由于系统各部分独立运行，相互之间的协议不能发生通信，造成联动只能在很小的范围内进行，不便对系统进行有效的掌控。 所以，要满足 对视频监控更高的要求，监控数字化是必由之路。 而且数字通信的快速发展，也保障了数字化的可能性。 二． 数字视频监控系统 90年代初，微处理器技术和彩色视频技术的发 展推动了数字视频监控系统的出现与发展。 数字视频监控系统系统利用 微处理器的对数据的高速处理能力进行视频的采集和编码等处理，利用彩色视频技术在高分辨率的显示器 上实现多画面的清晰显示，大大提高了视频监控系统的质量。 这种基于微 处理器的 多媒体主控平台系统被称为数字视频监控系统。 数字视频监控系统的主要 技术产品是 DVR，采用 windows平台，在个人计算机上安装不同 型号的视频显卡和对应的 DVR软件，用户可以得到相应的 4路的采集视频，并可以得到实时的语音和视频传输服务。 但是由于视频编解码技术发展和网络技术发展的滞后，有限的带宽不能支持传输数据量巨大的视频数据，监控信息大多只局限于本地系统，难以进行远程的视频监控。 但是市场对视频监控的更高的需求不断的推动着视频编解码技术、流媒体技术以及网络技术的发展，从而也把网络视频监控推向了发展的必然。 三 .网络视频监控系统 90年代末期 ，随着计算机处理能力 提高 、 多媒体编解码技术 发展 、 网络带宽和存储容量的 迅速提升 、 以及各种 视频 处理技术的 发展 ， 以 嵌入式技术 为 主要平台 ，以网络、通信技术为 依托 ，以智能图像分析为特色的 网络视频监控系统 正快速的登上视频监控的舞台 ， 引发了视频监控行业的技术革命， 赢得了 学术界、 用户 的高度重视。 网络视频监控的出现使得视频监控开始向道路交通、家庭 、教育、企业信息化、医疗等新的运用领域渗透 [2]。 网络 视频监控 即 IP监控 ， 网络 视频监控 就是 依靠 有线或者无线 IP网络 以数字化的形式实现视频信息的远程传输。 只要是网络可达的地方，无论是以有线还是无重庆邮电大学硕士论文 第一章 绪论 3 线的方式，只要有需要就可以轻松地实现视频监控和 视频数据的存储。 同时，网络视频监控还可以完美的和其它类型的监控系统进行结合，便于系统的兼容与扩展。 尽管当前 网络 视频 由于其成本 限制，使其 应用 主要局限于 智能交通、平安城市等 大型 项目中，但随着 社会发展、 人 民 经济水平提升 以及对安防监控要求的提高，智能家居 、 家庭安防 等行业应用正在崛 起 [3]。 同时，因为 智能监控所具有的 及时 、精确、便捷和 节约资源等优势， 随着 技术的发展 市场的扩张，新一代网络化、智能化和 个人化的视频 监控有极大的研究价值，必将得到广泛的推广和应用 [4]。 课题研究背景及意义 随着 近年来 社会的不断 的快 速 发展，各国 各行业对 安防越来越重视，视频监控 行业 取得了长足的发展。 在 中 国， 伴随着 技术 日渐成熟 和成本 降低，以及在 ―平安城市 ‖工程、世博会 、 奥运会等 重大项目和事件的 推动下，视频监控 市场得以快熟的发展和结构调整 ， 使得 基于网络的 数字监控逐步成为 市场主导 ， 而 传统的模拟监控市场逐步萎缩。 目前 基于嵌入式无线流媒体技术是 网络视频监控市场中 应用最为广泛的 视频监控技术。 基于嵌入式无线流媒体技术是嵌入式技术、无线网络技术、视频编码技术和流媒体传输技术的结合 [5]。 在嵌入式方面， DaVinci技术融合了 ARM与 DSP技术，这样使 得达芬奇处理器既具备 ARM良好的控制功能， 又有 DSP强大的计算能力，能够 满足 更多应用场合的 需求。 在 传输 方面， 无线视频监控具有高移动性、架设灵活、管理方便和综合成本低的优点。 目前 WCDMA是 国内应用最为广泛的 3G网络制式 ， 如果 支持 HSPA网络的话，那么理论最高上行是 ，理论最高下行是 ，如果是支持 HSPA+网络的上网卡设备，理论最高下行则是 21Mbps。 这样的 理论带宽足以满足无线 实时 流媒体的传输，但在实际运用中由于无线信道的高信 噪比、高衰落等复杂性和网络本身的缺陷导致无线信道容量有限 ，要实现清晰 、实时的 无线 视频传输 仍然存在困难。 在编码方面， 因其低码率（高压缩比）、高质量画面、容错能力强 、 网络适应性强 ，逐渐得到学术界和工业界的广泛认可， 成为当前 无线 视频编码领域最为热门技术 之一。 在 流媒体传输方面， RTP协议是应用非常广泛的流媒体实时传输。