【正文】 求信號， 并設(shè)置 DMA模式位 fr四 G1寄存器 )． 7． UART 9 第 2章相關(guān)技術(shù)背景 S3C2410X的 UART提供了三組獨立的異步串行加口，每個 UART通道 都包含 1613的唧用于數(shù)據(jù)發(fā)送和傳輸，并且都可以在中斷或 DMA方式下 進行操作。然而，目前大多數(shù)人用它來表示以 Unux內(nèi)核為基礎(chǔ)的整個操作系統(tǒng)。如果要讓它有更多的功能 且繼 續(xù)保持小型化，可以加上，文件系統(tǒng) (支持十多種文件系統(tǒng)類型，如 exi ext NFS、 CRAMFS等 Tel39。．。 lipc子目錄包括了進程間通信代碼。 Linux之所以能夠成為目前支持硬件平臺最為廣 泛的操作系統(tǒng)之一，這除了歸功于遍布世界各地大量優(yōu)秀的開發(fā)人員的貢獻之 外，還應(yīng)該感謝 linux的創(chuàng)始者 linus在最初設(shè)計該操作系統(tǒng)時就為提 高可移植 性所提供的獨特設(shè)計。在上層調(diào)用的時候，只需要使用通用的接口就可以通過函數(shù)指針調(diào)用 到相應(yīng)的具體實現(xiàn)。 Linux系統(tǒng)使用可加載模塊機制很好地 解決了擴展性的問題，大大方便了 Linux平臺下驅(qū)動程序的開發(fā)，增強了系統(tǒng) 的伸縮性和運行效率． Linux內(nèi)核可加載模塊有兩個特征： ① 動態(tài)鏈接 當(dāng)內(nèi)核己經(jīng)在存儲器并正在運行時，模塊可以被加載并鏈接到內(nèi)核。 ④ 可以運用動態(tài)加載實現(xiàn)在線更新，因此不必為滿足應(yīng)用需求的多樣性而 把將來所有可能需要的驅(qū)動都加入內(nèi)核，而是把該部分留給用戶自己，或?qū)? 需要的時候才進行動態(tài)加載，減少了系統(tǒng)開發(fā)復(fù)雜性，大大節(jié)約了內(nèi)核空間的 占用。 與 MPEG． I， 2和 H． 263+比較， MPEG_4在低比特流式傳輸上有更多的優(yōu)勢。為了實現(xiàn)基于對 象的表示， MPEG4定義了視頻對象 fv0)和視頻對象平面 croP)等概念。運 動信息是反映 VOP隨時間變 化的信息．通過運動預(yù)測與補償，消除 VOP的時間冗余度，提高編碼效率． MPEG4中的運動預(yù)測與補償幀格式類似于其它壓縮標(biāo)準，所不同的是其他標(biāo)準 中采用的是基于塊的技術(shù)，而 MPFⅪ 4中采用的是 VOP結(jié)構(gòu)． VOP有3種編碼 模式：幀內(nèi)編碼模式 (IVOP)，幀問編碼模式 (PVOP)和幀問雙向預(yù)測編碼模式 (B． voP)．與形狀編碼一樣，將 VOP窗分割為 16 x 16的宏塊或 8X8塊，它可 以基于宏塊也可以基于塊． MPEG4采用了全局運動補償、塊補償、重疊運動補償、二維三角形網(wǎng)絡(luò) 預(yù) 測、半像素預(yù)測、重疊填充和多邊形匹配等運動預(yù)測與補償技術(shù)，它對預(yù)測誤 差和宏塊運動矢量同時進行編碼。如果換 用流式傳輸?shù)脑?，聲音、影像、動畫等多媒體文件將由專門的流媒體服務(wù)器負 責(zé)向用戶連續(xù)、實時地發(fā)送，這樣用戶可以不必等到整個文件全部下載完畢， 而只需要 經(jīng)過幾秒鐘的啟動延時就可以了，當(dāng)這些多媒體數(shù)據(jù)在客戶機上播放 時，文件的剩余部分將繼續(xù)從流媒體服務(wù)器下載。實時流傳輸支持隨機 訪問，即用戶可以通過快進或者后退操作來觀看前面或者后面的內(nèi)容。 通過分析系統(tǒng)的功能需求可知，要 設(shè)計網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器，首先要設(shè)計一個 嵌入式系統(tǒng)，然后再在該嵌入式系統(tǒng)的基礎(chǔ)上傲視頻處理，以及網(wǎng)絡(luò)開發(fā)。信源的獲取采用 USB接口方式，硬件電路簡潔高效 。 (4)可擴展性差．硬件實現(xiàn) MPEG4編碼由于其算法固化在芯片中，這就使 得無法對算法進行方便的修改優(yōu)化，在有新的算法模塊出現(xiàn)時，也無法加入， 可擴展性差． 還有一種 MPEG4在嵌入式系統(tǒng)上的實現(xiàn)方法，那就是在嵌入式的軟件平 臺上直接開發(fā) MPEG4編碼． 一 2． MPEG4在嵌入式系統(tǒng)上的軟件實現(xiàn) 雖然 MPEG4算法復(fù)雜，但是對其作 適當(dāng)?shù)膬?yōu)化，在嵌入式系統(tǒng)上用軟件 直接實現(xiàn)加陀 G_4編碼，不失為一種較好的選擇． 第 3章嵌入式網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)總體設(shè)計 3． 4． 2針對嵌入式系統(tǒng)的 MPEG4編碼優(yōu)化方法 1．以效果換取效率。有時采用的算法不同，計算復(fù)雜度和編碼性能差別會很大，這兩者是 相互制約的。 修改配置以后，還需執(zhí)行下列命令使 xid重新啟動仃 IP服務(wù)。tart 可以通過如下方法簡單測試一下 NFS是否配置好： Pc機自身 mount，看 是否成功就可以判斷 NFS是否配置好。 a， U將首先執(zhí)行 Bootloader程序．下 第 4章嵌入式視頻服務(wù)器系統(tǒng)軟件設(shè)計 圖就是一個裝有 Bootloader、內(nèi)核映像、文件系統(tǒng)的固態(tài)存儲器的典型空間分 配結(jié)構(gòu)圖如圖 4． 1。 然后在 shell下執(zhí)行下面命令來啟動 nfs服務(wù)。或者，以超級用戶編輯， e吲妯 cld．撇 p文件，設(shè)置如下： s暇 vicetflp { disable=130 socket_type=dgmm protocol=udp wait2yes user=root setver=／ usr／ sbin／ in． mpd server args=s／ tftpbootc per_source=ll cps==1002 ) 其中， disable是指關(guān)閉還是打開 tap服務(wù)，如果要打開服務(wù)，設(shè)置 disable= ∞ ； SeI39。 3．算法上的優(yōu)化。 (2)性能一般．目前大多國內(nèi)廠商推出的 MPEG4的編碼芯片所采用的并不 是真正意義上的 MPEG4編碼。該攝像頭采用了 OmniV39。 嵌入式視頻服務(wù)器實現(xiàn)：視頻圖像采集、存儲和壓縮編碼工作，并通過 Interact傳輸圖象到遠端主機。順序流式傳輸比較適合于高質(zhì)量的多媒體片段， 如片頭、片尾或者廣告等。目前在網(wǎng)絡(luò)上傳輸音頻／視頻 (Audio／ Video，簡稱 A， v)等多媒體文件時，基本上只有下載和流式傳輸兩種 第 2章相關(guān)技術(shù)背景 選擇。形狀信息的編碼 就是分別對二值形狀及灰度形狀進行編碼，其中對像素亮度值的編碼也是以亮 第 2章相關(guān)技術(shù)背景 度宏塊為單元用紋理編碼技術(shù)進行編碼．二值形狀信息使用基于上下文相關(guān)信 息的算術(shù)編碼和運動補償算法進行壓縮編碼，灰度級形狀信息采用基于塊的 DCT和運動補償編碼。它由時間上連續(xù)的許多幀構(gòu)成； VOL(Video Object Layer)：視頻對象層， VO的三種屬性信息編碼予這個類 中，這個類的引入主要用來擴展 VO的時域或空域分辨率； VOG(Group ofVideo Object Plane)：視頻對象平面組，是可選的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)， 它可以提供對碼流的隨機訪問點； VOP fVideo Object Plane)：視頻對象平面，它可以看作是 VO在某一時刻的 表象，即某一幀 VO． 2． MPEG．． 4視頻編碼框架 以往的視頻壓縮編碼標(biāo)準 (如 MPEG1， MPEG2,IL 263等 )都是基于矩形幀 的視頻編碼標(biāo)準，而 h但 EG4采用現(xiàn)代圖像編碼方法，利用人眼視覺特性抓住 圖像信息傳輸?shù)谋举|(zhì)，從輪廓、紋理的思路出發(fā)，支持基于視覺內(nèi)容的交互功 能．而基于內(nèi)容交互功能的關(guān)鍵在于基于視頻對象的編碼．為此， MPEG4引 入視頻對象面 (vor)的概念，面向視頻對象進行編碼，是基于媒體對象的壓縮 標(biāo)準．其 編碼邏輯結(jié)構(gòu)如圖 2． 3所示。為實現(xiàn)更好的多媒體內(nèi)容互動性及全方位的存取性，它采用開放的編 碼系統(tǒng)，可隨時加入新的編碼算法模塊，同時也可根據(jù)不同應(yīng)用需求現(xiàn)場配置 解碼器，以支持多種多媒體應(yīng)用。由于這些驅(qū)動都可以編譯成單獨的模塊，降低了新增硬件對內(nèi)核的影響， 降低了內(nèi)核為支持新硬件的復(fù)雜度。它在被加載到內(nèi)核前并不進行鏈接，不能獨立運行，但是可以裝載到系 統(tǒng)中作為內(nèi)核的一部 分運行，從而可以動態(tài)擴充內(nèi)核的功能。雖然 C語言本身沒有提供面向?qū)ο蟮? 語法支持，但是在 Linux中通過使用結(jié)構(gòu)體和函數(shù)指針實現(xiàn)了對面向?qū)ο髾C制 的部分模擬。 ／ Documentation：這個目錄中包括大量的內(nèi)核相關(guān)文檔，系統(tǒng)移植中需要經(jīng) 常查閱． 一般在每個目錄下都有一個 dcp∞ d文件和一個 makefile文件。該目錄也包括了不同平臺需要的庫文件。．。其 kernel很小，一般只 有幾百 KB左右．即使加上其它必須的模塊和應(yīng)用程序，所需的存儲空間也很 小。所謂軟實時系統(tǒng)指的是系統(tǒng)時限 柔性靈 活，它可以容忍偶而的超時錯誤，且失敗造成的后果并不嚴重，僅僅是降低了 系統(tǒng)的吞吐量． Linuxl61最初是專門為基于 Intel處理器的個人計算機而設(shè)計的。 DMA操作可以通過軟件或者硬件進行初始化。 CPl4 用于調(diào)試控制， CPl5用于存儲系統(tǒng)控制以及測試控制。 ● 將 SPSR復(fù)制回 CPSR中． ● 若在進入異常處理時設(shè)置了中斷禁止位，要在此清除． 可以認為應(yīng)用程序總是從復(fù)位異常處理程序開始執(zhí)行的，因此復(fù)位異常處 理程序不需要返回。 末定義指令 當(dāng) ARM處理器或協(xié)處理器遇到不能處理的指令時，產(chǎn)生 (Un出 =丘： ∞ d 未定義指令異常．可使用該異常機制進行軟件仿真． instruction) 軟件中斷 該異常由執(zhí)行 SWI指令產(chǎn)生．可用于用戶模式下的程序 (Sftware Interru紼 調(diào)用特權(quán)操作指令．可使用該異常機制實現(xiàn)系統(tǒng)功能調(diào) SWl) 用． 指令預(yù)取終止 若處理器預(yù)取指令的地址不存在，或該地址不允許當(dāng)前指 令訪問，存儲器會向處理器發(fā)出終止信號，但當(dāng)預(yù)取的指 (PrefecbAbort) 令被執(zhí)行時，才會產(chǎn)生指令預(yù)取終止異常。 Thumb指令集比通常的 8／ 16位 C璐 C限 lSC處理器有 更好的代碼密度，而芯片面積只增加 6％，卻可以使程序存儲器更?。? 3．多處理器狀態(tài) 模式 ARM體系結(jié)構(gòu)定義了 7種處理器模式：用戶 (osr)、快中斷 (丘 q)、中斷 0rq)、 管理國， c)、終 Jk(m)、系統(tǒng) (塒 l帥未定義 (sys)，大大提高了 ARM處理器的效 率。 為了進一步簡化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)， ARM處理器把浮點運算單元、內(nèi)存管理單元的配置 作為 ARM內(nèi)核的選項而不是標(biāo)準配置。除了 SONY公司的 SVGvuON之外， 還有 Panasonic公司的 KXHCMl Samsung公司的 SNC100P、安特公司的 ANTNWCl0／ 50／ 1∞ ，瑞典的 AXIX系列等，性能普遍較好，但價格昂貴，國 內(nèi)用戶大多無法承受。 傳統(tǒng)的模擬閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)有很多局限性：首先，有線模擬視頻信號的 傳輸對距離十分敏感；其次，有線模擬視頻監(jiān)控?zé)o法聯(lián)網(wǎng)，只能以點對點的方 式監(jiān)視現(xiàn)場，并且使得布線工程量極大；另外，有線模擬視頻信號數(shù)據(jù)的存儲 會耗費大量的存儲介質(zhì) (如錄像帶 )，查詢?nèi)∽C時十分煩瑣． 2．基于 PC插卡的數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng) 基于 PC機的遠程圖像監(jiān)控系統(tǒng)由 PC機插視頻卡構(gòu)成，在監(jiān)控現(xiàn)場，有若 干個攝像機，各種檢測、報警探頭與數(shù)據(jù)設(shè)備，通過各自的傳輸線路，匯接到 監(jiān)控終端機上，該終端可以是一臺 PC機，也可以是專用的工業(yè)機箱。 (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 c掏：滬伽席 一名。 整個設(shè)計都是在深圳旋極公司研制的默腿 R． ARM硬件平臺上進行的， I／ nux內(nèi)核采用 2． 4． 18．其中 MPEG4編 碼優(yōu)化測試是在 ARM Dcvclopcr Suite(ADSl version 1． 2中完成。 南昌大學(xué) 碩士學(xué)位論文 基于 ARM的遠程視頻監(jiān)控系統(tǒng)研究 姓名：汪燦華 申請學(xué)位級別：碩士 專業(yè)：通信與信息系統(tǒng) 指導(dǎo)教師：劉曄 20200521 摘要 視頻監(jiān)控系統(tǒng)是一門集計算機技術(shù)、通信技術(shù)和數(shù)字視頻技術(shù)于一體的綜 合系統(tǒng)。最后利用 開源 JR皿 LIB庫實現(xiàn)視頻數(shù)據(jù)流的 RTP傳送。本人授權(quán)直昌太堂可以將學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù) 庫進行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存、匯編學(xué)位論文。下面分別做詳細介紹【 l】． 1．本地模擬信號監(jiān)控 系統(tǒng) 典型的模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)一般由圖像攝影部分 f模擬攝像機、鏡頭、云臺、 麥克風(fēng)等 )、圖像傳輸部分 (電纜、光纜、射頻等 )、系統(tǒng)控制部分 (操作鍵盤、視 頻分配器、視頻矩陣切換器、云臺控制解碼器、字符疊加器等 _)和顯示記錄部分 四大部分組成。易于實現(xiàn)系統(tǒng)的模塊化設(shè)計，便于管理、維護． 1． 3本課題的研究背景及主要工作 關(guān)于嵌入式網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器的研究，國外起步較早，并處于領(lǐng)先水平，已 有成熟的嵌入式網(wǎng)絡(luò)攝象機產(chǎn)品。 16位 Thumb指令級是 ARM指令集的一個子集，它是由 32位指令通過代碼壓縮得到的，這種經(jīng)過壓縮的代碼大大提高了系統(tǒng)運行效率， 使得在相同的內(nèi)存和緩存中可以存放更多的指令，從而簡化了指令解碼系統(tǒng)。同時，為了進一步提高指令和數(shù)據(jù)的存取速度， RISC型處理器增 加了指令高速緩沖 lCache和數(shù)據(jù)高速緩沖 DCache及多處理器結(jié)構(gòu)，使指令