【正文】 和擁有用戶最多的優(yōu)勢， 所以本文選擇 WCDMA 制式作為視頻監(jiān)控系統(tǒng)中無線傳輸 所用的制式標(biāo)準(zhǔn) 。 其中 R99/R4 可以提供 384kbps 上行最高傳輸速度和下行 2Mbps 最高速度，在隨后的 R5（ HSDPA）和 R6（ HSUPA）分別強(qiáng)化了 R99/R4 版本的下行與上行最大速度，分別達(dá)到 和 ， R5 與 R6 合稱為 WCDMA 的 HSPA 版本。經(jīng)過以上三個(gè)階段，一條 PPP 通信鏈路便建立起來了。 ?鏈路 控制協(xié)議（ LinkControl Protocol， LCP）：用于建立、配置、測試和管理數(shù)據(jù)鏈路連接。 PPP 不僅 支持異步鏈路，也支持面向比特的同步鏈路 ，同時(shí) 克服 了 SLIP 只能靜態(tài)分配 IP 的缺陷 ， PPP 協(xié)議 滿足了動(dòng)態(tài)分配 IP 地址的需要， 而且 PPP 協(xié)議通過 NCPs 對多種網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議提供支持。 2． PPP 協(xié)議 PPP（ PointtoPoint Protocol 點(diǎn)到點(diǎn)協(xié)議）是在同等單元之間傳輸數(shù)據(jù)包的鏈路層封裝協(xié)議。 視頻傳輸協(xié)議與技術(shù) 協(xié)議 RTP(Realtime Transport Protocol) 實(shí)時(shí)傳輸協(xié)議是針對 Inter 上多媒體數(shù)據(jù)流的傳輸?shù)囊粋€(gè) 協(xié)議， 它描述了程序管理多媒體數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸?shù)姆绞?，作為RFC1889 被 IETF 發(fā)布 。 作為一種新型的 高質(zhì)量低碼率視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)，具有適用性強(qiáng)、壓縮率高、圖像質(zhì)量好等特點(diǎn)。 從功能上可以分為兩層： VCL 層（視頻編碼層）和 NAL 層（網(wǎng)絡(luò)提取層）。但是網(wǎng)絡(luò)帶寬畢竟是有限的， 尤其是帶寬較窄的無線傳輸環(huán)境中，在 因而我們需要在盡可能保證圖像質(zhì)量的前提下，減少視頻信息中的冗余量，從而緩解無線網(wǎng)絡(luò)帶寬，這也是視頻壓縮的目標(biāo)。 V4L2 是一個(gè)兩層驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)：上層是 videodev 模塊，當(dāng) videodev 初始化后，它把自己注冊 為 一個(gè)主設(shè)備號(hào)為 81 的字符設(shè)備，同時(shí)注冊自己的字符驅(qū)動(dòng)成員函數(shù)；下層是 V4L2 驅(qū)動(dòng)程序，它實(shí)際上是 videodev 的客戶端， videodev 通過 V4L2 驅(qū)動(dòng)程序的成員函數(shù)來調(diào)用 V4L2 驅(qū)動(dòng)程序 [8]。 D A V I N C I軟 件處 理 器 間 通 信 操 系 統(tǒng) 作框 架 結(jié) 構(gòu)A P I 驅(qū) 動(dòng) 編 解 碼 器加 速 器外 設(shè)處 理 器開 發(fā) 工 具 套 件G r e e n H i l l s開 發(fā) 工 具數(shù) 字 視 頻開 發(fā) 平 臺(tái)評(píng) 估 模 塊 參 考 設(shè) 計(jì) 芯 片支 持授 權(quán) 軟 件 提 供 商（ A S P ）第 三 方 圖 達(dá)芬奇技術(shù)結(jié)構(gòu)圖 DaVinciTM 處理器是 TI 公司為面向視頻編解碼應(yīng)用而專門設(shè)計(jì)的一款數(shù)字流媒體處理器。 重慶郵電大學(xué)碩士論文 第一章 緒論 5 本章小結(jié) 本章主要介紹了該課題的研究背景；分析了當(dāng)前視頻監(jiān)控技術(shù)的研究現(xiàn) 狀；分析了系統(tǒng) 背景 以 及應(yīng)用價(jià)值；最后指明了該課題的研究內(nèi)容以及編排了本論文的組織結(jié)構(gòu)。 先構(gòu)建 WCDMA網(wǎng)絡(luò)的傳輸鏈路，主要工作是完成 MF210驅(qū)動(dòng) 與 PPP移植，以及 ppp撥號(hào)實(shí)現(xiàn)，然后采用基于 UDP協(xié)議的 RTP流媒體 實(shí)時(shí) 傳輸協(xié)議打包 視頻數(shù)據(jù) ，最后創(chuàng)建 socket發(fā)送數(shù)據(jù)到wcdma網(wǎng)絡(luò)中。 分別設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了視頻圖像采集、視頻圖像編碼和視頻圖像發(fā)送三個(gè) 子 模塊 。 首先 研究了 與模塊相關(guān)的關(guān)鍵技術(shù)，然后 分析了模塊 的功能需求，并根據(jù)功能分析設(shè)計(jì)了視頻采集、編碼、發(fā)送模塊 的 總體 架構(gòu) 。 論文組織架構(gòu) 本論文一共分為 6章，其中，第一章是緒論部分，第二至第五章是論文的主體，第六章是論文的工作總結(jié)和展望。 雖然視頻壓縮技術(shù)和 無線傳輸帶寬有了長足進(jìn)步，但考慮到無線 視 頻 傳輸中視頻 數(shù)據(jù)量 龐大、傳輸實(shí)時(shí)性要求高而 無線信道 的帶寬 有限 ，完成 視頻數(shù)據(jù) 在 無重慶郵電大學(xué)碩士論文 第一章 緒論 4 線信道中 上的實(shí)時(shí)傳輸 仍然是一個(gè)巨大挑戰(zhàn)。目前 WCDMA是 國內(nèi)應(yīng)用最為廣泛的 3G網(wǎng)絡(luò)制式 ， 如果 支持 HSPA網(wǎng)絡(luò)的話，那么理論最高上行是 ，理論最高下行是 ，如果是支持 HSPA+網(wǎng)絡(luò)的上網(wǎng)卡設(shè)備，理論最高下行則是 21Mbps。目前 基于嵌入式無線流媒體技術(shù)是 網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控市場中 應(yīng)用最為廣泛的 視頻監(jiān)控技術(shù) 。 盡管當(dāng)前 網(wǎng)絡(luò) 視頻 由于其成本 限制，使其 應(yīng)用 主要局限于 智能交通、平安城市等 大型 項(xiàng)目中，但隨著 社會(huì)發(fā)展、 人 民 經(jīng)濟(jì)水平提升 以及對安防監(jiān)控要求的提高，智能家居 、 家庭安防 等行業(yè)應(yīng)用正在崛 起 [3]。 網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控的出現(xiàn)使得視頻監(jiān)控開始向道路交通、家庭 、教育、企業(yè)信息化、醫(yī)療等新的運(yùn)用領(lǐng)域滲透 [2]。數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)的主要 技術(shù)產(chǎn)品是 DVR，采用 windows平臺(tái)，在個(gè)人計(jì)算機(jī)上安裝不同 型號(hào)的視頻顯卡和對應(yīng)的 DVR軟件，用戶可以得到相應(yīng)的 4路的采集視頻，并可以得到實(shí)時(shí)的語音和視頻傳輸服務(wù)。而且數(shù)字通信的快速發(fā)展，也保障了數(shù)字化的可能性。對于已建立好的監(jiān)控系統(tǒng)，由于其組網(wǎng)架構(gòu)以及系統(tǒng)功能架構(gòu)的局限，若要去增添設(shè)備，則需要大范圍的修改系統(tǒng)，甚至重建系統(tǒng)。 隨著多媒體技 術(shù)編解碼技術(shù)發(fā)展，微處理器性能的提高以及網(wǎng)絡(luò)帶寬的提高，視頻監(jiān)控系統(tǒng)在硬件結(jié)構(gòu)方式、功能實(shí)現(xiàn)、性能以及擴(kuò)展性方面都有了重大的變化，視頻在系統(tǒng)構(gòu)成上更加靈活個(gè)性化，功能上更加 豐富、全面，人機(jī)交互更加友好易于操作，系統(tǒng)的外圍接口更加豐富且統(tǒng)一，便于系統(tǒng)的功能拓展。 從技術(shù)角度上研 究視頻監(jiān)控系統(tǒng)，可以將視頻監(jiān)控系統(tǒng)劃分為三個(gè)階段，分別是：第一階段 的模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)（ CCTV）， 第二階段 的數(shù)模結(jié)合的視頻監(jiān)控系統(tǒng)（ DVR） 。 61 工作總結(jié) 56 測試步驟 48 視頻傳輸鏈路實(shí)現(xiàn) 34 視頻編碼模塊的設(shè)計(jì) 29 視頻采集模塊的實(shí)現(xiàn) 23 重慶郵電大學(xué)碩士論文 目錄 V Davinci 平臺(tái)初始化 21 工作站配置 17 Engine 概述 12 本章小結(jié) 7 視頻編碼技術(shù) 6 V4L2 視頻采集驅(qū)動(dòng)接口 6 Davinci 技術(shù) 在測試階段 ， 通過對系統(tǒng)的整體測試，驗(yàn)證了課題 成功 完成了模塊 設(shè)計(jì) 的預(yù)期目標(biāo)。 接下來 論文 研究 了 DaVinci開發(fā)平臺(tái)的 硬件 和 軟件開發(fā)環(huán)境 ， 并 根據(jù)開發(fā)需求 完成嵌入式開發(fā)環(huán)境搭建，主要工作包括嵌入式 Linux 服務(wù)器 搭建、 開發(fā) 工作站 配置 、 嵌入式 Linux 內(nèi)核 移植等。 本 文基于 DM6467 平臺(tái) ， 使用 TVP5158 芯片實(shí)現(xiàn)多路視頻 復(fù)合 采集 ， 經(jīng)過解復(fù)用后，遠(yuǎn)程調(diào)用 DSP 端 編碼器 完成 視頻流的 實(shí)時(shí) 編碼， 最后 利用 RTP 協(xié)議封裝 視頻 數(shù)據(jù) 并通過 MF210 無線模塊實(shí)現(xiàn)視頻的無線 傳輸。與我一同工作的同志對本研究所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說明并表示謝意。據(jù)我所知，除了文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得 重慶郵電大學(xué) 或其他教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書而使用過的材料。 (保密的學(xué)位論文在解密后適用本授權(quán)書 ) 學(xué)位論文作者簽名： 導(dǎo)師簽名： 簽字日期： 年 月 日 簽字日期： 年 月 日 重慶郵電大學(xué)碩士論文 摘要 I 摘要 隨著人們對安全要求的不斷提高、 嵌入式微處理器 和 多媒體壓縮技術(shù) 以及無線傳 輸技術(shù)的快速 發(fā)展，無線實(shí)時(shí)視頻監(jiān)控系統(tǒng)得到了快熟的發(fā)展與應(yīng)用。 隨后 分析 了 模塊 的功能 需求， 并 根據(jù)需求 分析 設(shè)計(jì)了 視頻采集編碼 發(fā)送 模塊 的總體 架構(gòu) 。在構(gòu)建 碼器過程中主要完成 xDM封裝、 Codec Server生成 、 Codec Engine引擎配置等，在編碼應(yīng)用程序中，通過 調(diào)用 VISA API接口 ， 實(shí)現(xiàn)采集的視頻數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)編碼 ； 在視頻發(fā)送 子 模塊中， 先 構(gòu)建 WCDMA網(wǎng)絡(luò)的 傳輸鏈路， 主要工作是完成 MF210驅(qū)動(dòng)移植、 PPP移植與 PPP撥號(hào)實(shí)現(xiàn)， 然后 在應(yīng)用層 利用 RTP（ 實(shí)時(shí)傳輸協(xié)議 ） 封裝 編碼后的 NAUL數(shù)據(jù) ，最后創(chuàng)建 socket， 將打包而成RTP數(shù)據(jù) 包 發(fā)送 到 wcdma網(wǎng)絡(luò)中。 In video send sub module, transmission link of the construction of WCDMA work first, main job is to 重慶郵電大學(xué)碩士論文 Abstract III plete MF210 drive, the PPP to transplant with the PPP dialup, and then in the application layer using RTP (realtime transport protocol) encapsulation encoded NAUL data, finally create a socket, will be packaged into RTP packets sent to the WCDMA work. During the testing period, through the whole system testing， it verify that this paper successfully pleted the anticipated target of the module design. Keywords: module of video Capturing and Encoding and Transmiting, Davinci, H264, xDM, V4L2, WCDMA重慶郵電大學(xué)碩士論文 目錄 IV 目錄 摘要 II 目錄 IV 第一章 緒論 1 課題研究背景及意 義 3 論文組織架構(gòu) 8 模塊架構(gòu)設(shè)計(jì) 10 模塊硬件平臺(tái)的選擇 14 DM6467 處理器特點(diǎn) 16 xDM 算法標(biāo)準(zhǔn)介紹 18 嵌入式開發(fā)環(huán)境搭建 27 第四章 視頻采集編碼發(fā)送模塊的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 28 視頻采集模塊設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn) 28 視頻采集模塊的設(shè)計(jì) 30 視頻編碼模塊的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 51 本章小結(jié) 55 測試內(nèi)容和預(yù)期目標(biāo) 56 測試網(wǎng)絡(luò)環(huán)境搭建 58 本章小結(jié) 67 重慶郵電大學(xué)碩士論文 第一章 緒