【正文】 L制式的模擬視頻信號輸入TVP5158模塊，通過TVP5158編碼轉化為數(shù)字信號，DM6467的視頻端口（VPIF）把數(shù)字化后的視頻信號采集到緩存中，進行相關的處理。status[x])。開始采集前，所有被映射的內(nèi)存片段都處于出隊狀態(tài)，驅動程序此時不可以訪問。reqbuf)。 讀/寫方式示意圖 內(nèi)存映射方式示意圖內(nèi)存映射方式就是把驅動內(nèi)存映射到用戶空間，應用程序與驅動程序之間只是數(shù)據(jù)緩沖區(qū)的地址變換，而不需要拷貝數(shù)據(jù)，這是一種高效的數(shù)據(jù)I/O方式。ioctl(capture_fd, VIDIOC_QBUF, amp。int a = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE。待數(shù)據(jù)寫入后，觸發(fā)視頻編碼線程，由ARM端編碼應用程序遠程調用VISA API，控制遠端DSP進行壓縮編碼處理，得到NALU為單元的幀組。由于xDAIS中的API是基于C的，是面向過程，無法實現(xiàn)對象的封裝、繼承、重構等特性，因此xDAIS設計了一個名為IALG_Fxns的v_table，實現(xiàn)應用程序調用接口。}X264ENC_Obj。為了使用DMA資源就需要使用DMA資源管理器來控制和分配DMA資源。它主要是通過IALG_Fxns結構體中的接口函數(shù)，algActivate() algAlloc(),algControl()，algDeactivate()，algFree()，algInit(),algMoved()，algNumAlloc()來封裝實現(xiàn)的，該結構體還包含了一個用于表示算法具體實例的指針類型的參數(shù)，它給出了算法實例的具體模塊的地址，并在后續(xù)的執(zhí)行中使用。 /*Must be first field of all xDAIS algs*/X264_t *h。： 應用程序和xDAIS標準間的關系其中，所有算法都必須實現(xiàn)IALG接口。、優(yōu)化工作已經(jīng)由項目中其他工作人員完成，所以本節(jié)的主要工作就是實現(xiàn)算法的xDM標準封裝、Codec Server生成、Codec Engine配置和編碼應用程序的開發(fā)。buf)。mmap()函數(shù)的第一個參數(shù)是驅動內(nèi)存片段映射到用戶空間的起始地址，一般設為NULL，表示由系統(tǒng)分配；第二個參數(shù)表示要映射內(nèi)存的字節(jié)數(shù)；第三個參數(shù)設置映射內(nèi)存的屬性為可讀寫；第四個參數(shù)指定要映射對象的類型，指定為MAP_SHARED表示允許其他進程也可映射此內(nèi)存；第五個參數(shù)是open()函數(shù)返回的文件描述符；最后一個參數(shù)是驅動中內(nèi)存起始地址與要映射文件地址的偏移量，若為0表示從文件開頭開始映射，其中第2個和第6個參數(shù)由VIDIOC_QUERYBUF命令返回值確定[25]。應用程序要想與驅動程序進行數(shù)據(jù)交換，必須至少實現(xiàn)其中一種方式。 = V4L2_MEMORY_MMAP。在V4L2驅動程序中維持著兩個隊列：一個是輸入隊列，另一個是輸出隊列。下面代碼中”x”表示視頻通道號。但是通過mmap（）映射后，內(nèi)核中的緩存數(shù)據(jù)被映射到用戶空間，應用程序可以像訪問普通文件一樣對采集數(shù)據(jù)進行訪問，大大的提高了數(shù)據(jù)處理效率。 視頻采集模塊的設計 視頻采集程序程序設計V4L2 是 Linux 操作系統(tǒng)提供的一個視頻處理編程接口，整體架構如圖 。燒寫過程如下：Target setenv serverip //配置TFTP服務器地址 Target setenv ipaddr //配置DM6467 平臺的IP 地址Target setenv ethaddr 00:0C:29:94:D7:D6 //配置網(wǎng)卡物理地址Target tftp 0x80800000 uImageTarget protect off 0x420400000 +0x180000Target erase 0x420400000 +0x180000Target 0x808000000 0x420400000 0x180000Target setenv bootcmd bootm 0x420400000Targetsave三．根文件系統(tǒng)的燒寫，這一節(jié)中完成根文件系統(tǒng)的燒寫，具體工作是：編寫燒寫腳本文件prepATA和restoreATA，然后執(zhí)行腳本文件完成根文件系統(tǒng)的燒寫。例如，ATA、PPP、TVP5158等。本系統(tǒng)中使用的Uboot是在開發(fā)套件提供的。 Davinci平臺初始化嵌入式 Linux 操作系統(tǒng)從系統(tǒng)上電到運行用戶應用程序，需要經(jīng)過三個重要的過程：加載 Bootloader、啟動 Linux 系統(tǒng)、掛載根文件系統(tǒng)[18][19]。主要通過配置/etc/exports腳本文件配置NFS 文件系統(tǒng)服務 ，具體過程如下：Hostvi /etc/exports （打開配置文件并添加以下內(nèi)容 ）opt/nfs *(rw,sync,no_root_sqush,no_all_squash)保存退出即可。合眾達公司為了方便客戶開發(fā)工作提供了SEEDDVS667平臺的開發(fā)軟件套件：。（4）Davinci應用層開發(fā)：根據(jù)需求分析開發(fā)應用程序，應用程序通過Codec Engine提供的VISA API調用遠程算法庫，實現(xiàn)數(shù)據(jù)處理。而在基于Davinci技術嵌入式平臺的應用程序開發(fā)中，TI提供的Codec Engine機制將多媒體系統(tǒng)開發(fā)架構由以前的兩層拓撲結構變?yōu)槿龑樱? 三層拓撲結構圖DaVinci構架中在應用層和算法庫之間添加了一個編解碼器引擎層（Codec Engine），它使得開發(fā)人員不再與算法庫發(fā)生直接聯(lián)系，而是通過Codec Engine的API遠程調用符合xDM封裝的算法。采用xDM標準封裝算法庫有很多優(yōu)越性[15]：（1）可移植性強由于各個算法的封裝都采用統(tǒng)一的編程接口，如圖像算法接口、音頻算法接口以及語音算法接口和視頻算法接口，所以開發(fā)人員只需通過簡單修改配置文件，就可以移植遵循xDM標準的第三方算法到自己的DaVinci平臺使用，同時無需修改應用程序框架，避免了重復開發(fā)工作，加快了OEM的產(chǎn)品開發(fā)速度。4個譯碼通道可獨立運行，用戶可以通過I2C主機接口來控制各通道的對比度、亮度、飽和度和色度視頻特征，以得到最好的圖像質量。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。這一節(jié)中將會詳細介紹DM6467處理器和TVP5158采集譯碼器。在本設計中，采用條件變量與共享全局變量的方式作為線程間的同步與資源共享機制。（2）視頻編碼模塊：，通過Codec Engine機制遠程調用編碼器，實現(xiàn)視頻數(shù)據(jù)實時編碼；（3）視頻發(fā)送模塊：采用基于UDP協(xié)議的RTP實時傳輸協(xié)議封裝視頻數(shù)據(jù)，并利用MF210無線模塊實現(xiàn)視頻的WCDMA無線傳輸。：本課題完成的功能是無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)中PU端的DVS（數(shù)字視頻服務器）功能實現(xiàn)的主要部分，主要實現(xiàn)多路實時視頻采集、視頻編碼、視頻發(fā)送。與另外兩種3G標準相比，WCDMA具有網(wǎng)絡建設最為廣泛、技術成熟度高、漫游地域最廣、終端設備支持最多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準。經(jīng)過以上三個階段，一條PPP通信鏈路便建立起來了。PPP不僅支持異步鏈路，也支持面向比特的同步鏈路，同時克服了SLIP只能靜態(tài)分配IP的缺陷，PPP 協(xié)議滿足了動態(tài)分配 IP 地址的需要，而且PPP協(xié)議通過NCPs對多種網(wǎng)絡層協(xié)議提供支持。 RTP(Realtime Transport Protocol) 實時傳輸協(xié)議是針對Internet上多媒體數(shù)據(jù)流的傳輸?shù)囊粋€協(xié)議，它描述了程序管理多媒體數(shù)據(jù)實時傳輸?shù)姆绞?，作為RFC1889被IETF發(fā)布。：VCL層（視頻編碼層）和NAL層（網(wǎng)絡提取層）。V4L2是一個兩層驅動結構：上層是videodev模塊，當videodev初始化后，它把自己注冊為一個主設備號為81的字符設備，同時注冊自己的字符驅動成員函數(shù)；下層是V4L2驅動程序，它實際上是videodev的客戶端，videodev通過V4L2驅動程序的成員函數(shù)來調用V4L2驅動程序[8]。 本章小結本章主要介紹了該課題的研究背景；分析了當前視頻監(jiān)控技術的研究現(xiàn)狀；分析了系統(tǒng)背景以及應用價值；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構。分別設計實現(xiàn)了視頻圖像采集、視頻圖像編碼和視頻圖像發(fā)送三個子模塊。 論文組織架構本論文一共分為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和展望。目前WCDMA是國內(nèi)應用最為廣泛的3G網(wǎng)絡制式，如果支持HSPA網(wǎng)絡的話，如果是支持HSPA+網(wǎng)絡的上網(wǎng)卡設備，理論最高下行則是21Mbps。盡管當前網(wǎng)絡視頻由于其成本限制，使其應用主要局限于智能交通、平安城市等大型項目中，但隨著社會發(fā)展、人民經(jīng)濟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)應用正在崛起[3]。數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)的主要技術產(chǎn)品是DVR，采用windows平臺，在個人計算機上安裝不同型號的視頻顯卡和對應的DVR軟件，用戶可以得到相應的4路的采集視頻，并可以得到實時的語音和視頻傳輸服務。對于已建立好的監(jiān)控系統(tǒng)，由于其組網(wǎng)架構以及系統(tǒng)功能架構的局限，若要去增添設備，則需要大范圍的修改系統(tǒng)，甚至重建系統(tǒng)。從技術角度上研究視頻監(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)模結合的視頻監(jiān)控系統(tǒng)（DVR）。接下來論文研究了DaVinci開發(fā)平臺的硬件和軟件開發(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服務器搭建、開發(fā)工作站配置、嵌入式Linux內(nèi)核移植等。與我一同工作的同志對本研究所做的任何貢獻均已在論文中作了明確的說明并表示謝意。(保密的學位論文在解密后適用本授權書)學位論文作者簽名： 導師簽名：簽字日期： 年 月 日 簽字日期： 年 月 日重慶郵電大學碩士論文 摘要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以及無線傳輸技術的快速發(fā)展，無線實時視頻監(jiān)控系統(tǒng)得到了快熟的發(fā)展與應用。、Codec Server生成、Codec Engine引擎配置等，在編碼應用程序中， API接口，實現(xiàn)采集的視頻數(shù)據(jù)的實時編碼；在視頻發(fā)送子模塊中，先構建WCDMA網(wǎng)絡的傳輸鏈路，主要工作是完成MF210驅動移植、PPP移植與PPP撥號實現(xiàn)，然后在應用層利用RTP（實時傳輸協(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)絡中。 監(jiān)控應用的變遷一．模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)使用專用的同軸線纜傳輸模擬的視頻信號，它的系統(tǒng)硬件組成主要部分是攝像機、線纜、錄像機和監(jiān)視器等設備。所以，要滿足對視頻監(jiān)控更高的要求，監(jiān)控數(shù)字化是必由之路。90年代末期，隨著計算機處理能力提高、多媒體編解碼技術發(fā)展、網(wǎng)絡帶寬和存儲容量的迅速提升、以及各種視頻處理技術的發(fā)展，以嵌入式技術為主要平臺，以網(wǎng)絡、通信技術為依托，以智能圖像分析為特色的網(wǎng)絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)正快速的登上視頻監(jiān)控的舞臺，引發(fā)了視頻監(jiān)控行業(yè)的技術革命，贏得了學術界、 用戶的高度重視。在中國，伴隨著技術日漸成熟和成本降低，以及在“平安城市”工程、世博會、奧運會等重大項目和事件的推動下，視頻監(jiān)控市場得以快熟的發(fā)展和結構調整，使得基于網(wǎng)絡的數(shù)字監(jiān)控逐步成為市場主導，而傳統(tǒng)的模擬監(jiān)控市場逐步萎縮。在流媒體傳輸方面，RTP協(xié)議是應用非常廣泛的流媒體實時傳輸協(xié)議，針對流媒體傳輸?shù)倪B續(xù)性、實時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)議來傳輸數(shù)據(jù)。第二章是模塊的總體設計。具體實現(xiàn)過程是：構建H264編碼器，Codec Server生成、Codec Engine引擎配置等；最后在應用層遠程調用編碼器的VISA API接口實現(xiàn)視頻編碼；（3）視頻發(fā)送子模塊：實現(xiàn)視頻數(shù)據(jù)的無線發(fā)送。 模塊相關的關鍵技術研究 Davinci技術達芬奇技術由達芬奇處理器、達芬奇軟件、達芬奇開發(fā)工具和達芬奇技術支持組件等優(yōu)化構成，[6][7]。 隨著近年來嵌入式流媒體技術快速發(fā)展，這使得視頻會議，視頻監(jiān)控，可視電話，以及視頻直播等得到了長足的發(fā)展。NAL層主要目標是根據(jù)不同的網(wǎng)絡情況，對VCL層的數(shù)據(jù)進行打包與發(fā)送。RTP數(shù)據(jù)通常配合UDP協(xié)議使用，利用UDP的多路復用及校驗和服務共同完成實時數(shù)據(jù)傳輸功能， UDP建立在IP協(xié)議基礎上，為用戶提供了一種而向不可靠的、無連接的數(shù)據(jù)傳輸服務，適合傳輸對實時性要求較高的數(shù)據(jù)業(yè)務。數(shù)據(jù)包的最大長度由具體網(wǎng)絡的MTU決定。目前WCDMA有Release 9Release Release Release 6 Release 7等版本。系統(tǒng)從功能角度上可劃分為三個模塊：監(jiān)控前端（PU）、中心服務平臺、監(jiān)控客戶端（CU）。本課題的主要內(nèi)容就是，針對無線實時視頻監(jiān)控系統(tǒng)中實時視頻龐大的數(shù)據(jù)量大、對實時性的高要求和目前的無線網(wǎng)絡傳輸負載能力之間的矛盾，設計實現(xiàn)了一種應用在無線傳輸環(huán)境下、基于DaVinci技術的遠程視頻監(jiān)控系統(tǒng)的多路實時視頻采集、編碼、發(fā)送方案。 SEEDDVS6467系統(tǒng)硬件功能框圖本課題中ARM端控制采集譯碼器TVP5158完成視頻采集，最后利用RTP協(xié)議封裝視頻數(shù)據(jù)，并通過MF210無線模塊實現(xiàn)視頻數(shù)據(jù)的WCDMA傳輸。 系統(tǒng)線程交互示意圖 本章小結本章研究了與課題相關的關鍵技術與協(xié)議，分析了視頻監(jiān)控的系統(tǒng)的總體架構以及課題模塊在系統(tǒng)中實現(xiàn)的功能，最后根據(jù)功能分析設計模塊的總體架構，為課題研究確定了方向。DM6467芯片主要組成部分是一個DSP子系統(tǒng)、一個ARM子系統(tǒng)、兩個可編程的高清視頻協(xié)處理器VICP0和VICP視頻預處理模塊