【正文】 例如，在實(shí)現(xiàn)音頻算法 時(shí)，若需要將 WMA 算法替換為 MP3 算法，應(yīng)用程序也需要做較大的改變 [16]。 要在不修改 TI 公司為 DaVinci 平臺(tái)提供的雙核通信機(jī)制下實(shí)現(xiàn)自己的音視頻算法，就需要使算法遵循 xDM 標(biāo)準(zhǔn)。為了 降低 亮度和色度信號(hào)（ Y/C）之間 交叉干擾 ，采用 5 線自 適應(yīng)梳狀 濾波器 進(jìn)行 Y/C 分離，這種分離方式使得 Y/C 完全互補(bǔ)，因此沒(méi)有信號(hào)丟失。 DSP 子系 ：采用 TI 公司 MS320C6000 系列 中具有最高的數(shù)據(jù) 處理速度的TMS320C64x+DSP，主頻為 1GHz。 DM6467 處理器 特點(diǎn) DM6467 處理器是一種基于 DSP 的片上系統(tǒng)（ SoC），充分利用了德州儀器（ TI）的 DaVinciTM（達(dá)芬奇）技術(shù)，集成了 兩 個(gè)高性能的 ARM926EJSTM 內(nèi)核與 TMS320C64x+TM DSP 內(nèi)核，兼有 DSP 和 RISC 的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，可同時(shí)完成 8路實(shí)時(shí) 編解碼，以滿足下一代嵌入式設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)媒體編解碼數(shù)字媒體處理需求 。 具體交互過(guò)程為：系統(tǒng)啟動(dòng)后，主線程首先創(chuàng)建并初始化采集線程、視頻線程和發(fā)送線程，然后將控制權(quán)交給 SIP 信令控制線程（ ）， SIP 信令控制線程負(fù)責(zé)循環(huán)監(jiān)聽(tīng)客戶端的指令。 其 硬件 框圖如圖 所示。 本課題的主要內(nèi)容就是 ，針對(duì)無(wú)線實(shí)時(shí)視頻監(jiān)控系統(tǒng)中實(shí)時(shí)視頻龐大的數(shù)據(jù)量大、對(duì)實(shí)時(shí)性的高要求和目重慶郵電大學(xué)碩士論文 第二章 視頻采集編碼發(fā)送模塊設(shè)計(jì) 11 前的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸負(fù)載能力之間的矛盾， 設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了一種應(yīng)用在無(wú)線傳輸環(huán)境下 、基于 DaVinci技術(shù)的遠(yuǎn)程視頻 監(jiān)控 系統(tǒng)的多 路實(shí)時(shí)視頻采集、編碼、 發(fā)送方案。系統(tǒng)從功能角度上可劃分為三個(gè)模塊：監(jiān)控前端（ PU）、中心服務(wù)平臺(tái)、監(jiān)控客戶端（ CU）。 目前 WCDMA 有 Release 9 Release Release Release 6 Release 7 等版本。數(shù)據(jù)包的最大長(zhǎng)度由具體網(wǎng)絡(luò)的 MTU 決定。RTP 數(shù)據(jù)通常配合 UDP 協(xié)議使用， 利用 UDP 的多路復(fù)用及校驗(yàn)和服務(wù)共同完成實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸功能， UDP 建立在 IP 協(xié)議基礎(chǔ)上， 為用戶提供了一種而向不可靠的、無(wú) 連接的 數(shù) 據(jù)傳輸服務(wù)，適合傳輸對(duì)實(shí)時(shí)性要求較高的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。 NAL 層主要目 標(biāo)是根據(jù)不同的網(wǎng)絡(luò)情況，對(duì) VCL 層的數(shù)據(jù)進(jìn)行打包與發(fā)送。 視頻編碼技術(shù) 隨著 近年 來(lái)嵌入式流媒體技術(shù)快速 發(fā)展， 這使得 視頻會(huì)議，視頻監(jiān)控，可視電話，以及視頻直播等 得到了長(zhǎng)足的發(fā)展 。 模塊 相關(guān)的關(guān)鍵技術(shù) 研究 Davinci 技術(shù) 達(dá)芬奇技術(shù)由達(dá)芬奇處理器、達(dá)芬奇軟件 、達(dá)芬奇開(kāi)發(fā)工具和達(dá)芬奇技術(shù)支持組件等優(yōu)化構(gòu)成 ， 其結(jié)構(gòu)如圖 所示 [6][7]。具體 實(shí)現(xiàn) 過(guò)程是： 構(gòu)建 H264編碼器，主要工作包括完成 xDM封裝， Codec Server生成 、 Codec Engine引擎配置等 ；最后在應(yīng)用層遠(yuǎn)程 調(diào)用編碼器 的 VISA API接口實(shí)現(xiàn)視頻 編碼； （ 3）視頻發(fā)送子模塊：實(shí)現(xiàn)視頻數(shù)據(jù)的無(wú)線發(fā)送。 第二章是 模塊的 總體設(shè)計(jì)。 在 流媒體傳輸方面， RTP協(xié)議是應(yīng)用非常廣泛的流媒體實(shí)時(shí)傳輸 協(xié)議 ，針對(duì)流媒體傳輸?shù)倪B續(xù)性、實(shí)時(shí)性和占用帶寬較大的特性 ， RTP協(xié)議 經(jīng)常 配合使用 UDP不可靠傳輸協(xié)議來(lái)傳輸數(shù)據(jù)。在 中 國(guó)， 伴隨著 技術(shù) 日漸成熟 和成本 降低，以及在 ―平安城市 ‖工程、世博會(huì) 、 奧運(yùn)會(huì)等 重大項(xiàng)目和事件的 推動(dòng)下，視頻監(jiān)控 市場(chǎng)得以快熟的發(fā)展和結(jié)構(gòu)調(diào)整 ， 使得 基于網(wǎng)絡(luò)的 數(shù)字監(jiān)控逐步成為 市場(chǎng)主導(dǎo) ， 而 傳統(tǒng)的模擬監(jiān)控市場(chǎng)逐步萎縮 。 三 .網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng) 90年代末期 ，隨著計(jì)算機(jī)處理能力 提高 、 多媒體編解碼技術(shù) 發(fā)展 、 網(wǎng)絡(luò)帶寬和存儲(chǔ)容量的 迅速提升 、 以及各種 視頻 處理技術(shù)的 發(fā)展 ， 以 嵌入式技術(shù) 為 主要平臺(tái) ，以網(wǎng)絡(luò)、通信技術(shù)為 依托 ，以智能圖像分析為特色的 網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng) 正快速的登上視頻監(jiān)控的舞臺(tái) ， 引發(fā)了視頻監(jiān)控行業(yè)的技術(shù)革命， 贏得了 學(xué)術(shù)界、 用戶 的高度重視。 所以，要滿足 對(duì)視頻監(jiān)控更高的要求，監(jiān)控?cái)?shù)字化是必由之路。 網(wǎng) 絡(luò) 視 頻監(jiān) 控?cái)?shù) 字 視頻 監(jiān) 控高 清模 擬 視頻 監(jiān) 控智 能模 擬 攝 像 機(jī)+ 錄 像 機(jī)（ 磁 帶 式 ）模 擬 攝 像機(jī) + D V R模 擬 攝 像 機(jī)+ D V S + 存 儲(chǔ)網(wǎng) 絡(luò) 攝 像機(jī) + 存 儲(chǔ)模 擬 攝 像 機(jī)+ D V R （ 網(wǎng) 絡(luò) ）1 9 9 92 0 0 52 0 1 0 圖 監(jiān)控應(yīng)用的變遷 一． 模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng) 模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)使用專(zhuān)用 的同軸線纜傳輸模擬的視頻信號(hào)，它 的系統(tǒng)硬件組成主要部分是 攝像機(jī)、線纜、錄像機(jī)和監(jiān)視器等 設(shè)備。 58 本章小結(jié) 56 測(cè)試網(wǎng)絡(luò)環(huán)境搭建 51 本章小結(jié) 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) 18 嵌入式開(kāi)發(fā)環(huán)境搭建 10 模塊硬件平臺(tái)的選擇 8 模塊架構(gòu)設(shè)計(jì) 1 課題研究背景及意 義 II 目錄 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 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) 。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(xiě)過(guò)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(shū)而使用過(guò)的材料。 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(guò)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(guò) MF210 無(wú)線模塊實(shí)現(xiàn)視頻的無(wú)線 傳輸。 在測(cè)試階段 ， 通過(guò)對(duì)系統(tǒng)的整體測(cè)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)。 6 Davinci 技術(shù) 6 V4L2 視頻采集驅(qū)動(dòng)接口 7 視頻編碼技術(shù) 12 本章小結(jié) 34 視頻編碼模塊的設(shè)計(jì) 48 視頻傳輸鏈路實(shí)現(xiàn) 56 測(cè)試步驟 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） 。對(duì)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)。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(duì)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(yǔ)音和視頻傳輸服務(wù)。 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(duì)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]。目前 WCDMA是 國(guó)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。 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。 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 。 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?jī)?nèi)容以及編排了本論文的組織結(jié)構(gòu)。 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(cè) 為 一個(gè)主設(shè)備號(hào)為 81 的字符設(shè)備，同時(shí)注冊(cè)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(guò) V4L2 驅(qū)動(dòng)程序的成員函數(shù)來(lái)調(diào)用 V4L2 驅(qū)動(dòng)程序 [8]。 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）。 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(duì) 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 。 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(guò) NCPs 對(duì)多種網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議提供支持。經(jīng)過(guò)以上三個(gè)階段，一條 PPP 通信鏈路便建立起來(lái)了。 與另外兩種 3G標(biāo)準(zhǔn)相比， WCDMA 具有網(wǎng)絡(luò)建設(shè)最為廣泛、技術(shù)成熟度高、漫游地域最廣、終端設(shè)備支持最多和擁有用戶最多的優(yōu)勢(shì)， 所以本文選擇 WCDMA 制式作為視頻監(jiān)控系統(tǒng)中無(wú)線傳輸 所用的制式標(biāo)準(zhǔn) 。監(jiān)控系統(tǒng)功能框架圖如 ： ( D V S ) 視 頻服 務(wù) 器N E T W O R KN E T W O R K信 令 管 理服 務(wù) 器媒 體服 務(wù) 器監(jiān) 控 前 端（ P U ）中 心 服 務(wù) 平 臺(tái)監(jiān) 控 客 戶 端（ C U ）無(wú) 線 接 入 單 元無(wú) 線 接 入 單 元( D