【正文】 應(yīng)用程序 開發(fā)人員無需再關(guān)心算法庫的內(nèi)存管理如何運(yùn)作，只需簡單地調(diào)用 Codec Engine 提供的標(biāo)準(zhǔn) API（ VISA 接口）便可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù) 處理，極大地簡化了應(yīng)用程序開發(fā)人員的工作量，加快了開發(fā)進(jìn)程。 重慶郵電大學(xué)碩士論文 第三章 搭建嵌入式開發(fā)環(huán)境平臺(tái) 18 I V I D E N C x視 頻 編 碼 器 通 用 接 口I V I D D E C x 視 頻 解 碼 器 通 用 接 口I A U D E N C x 音 頻 編 碼 器 通 用 接 口I A U D D E C x 音 頻 解 碼 器 通 用 接 口I S P H E N C x 語 音 編 碼 器 通 用 接 口I S P H D E C x 語 音 解 碼 器 通 用 接 口I I M G E N C x 圖 像 編 碼 器 通 用 接 口I I M G D E C x 圖 像 解 碼 器 通 用 接 口x D M 接 口 類 型 圖 xDM 接口類型 Engine 概述 傳統(tǒng)的多媒體系統(tǒng)開發(fā)方式是應(yīng)用層直接調(diào)用底層編解碼算法接口，從而完成數(shù)據(jù)的相關(guān)處理，如圖 所示： 應(yīng) 用 層編 解 碼 算 法 圖 兩 層拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖 兩層拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中由于開發(fā) 人 員直接調(diào)用下層算法庫接口，所以開發(fā)過程中 需要了解算法內(nèi)存管理等細(xì)節(jié)，開發(fā)難度較大，對(duì)開發(fā)者要求較高， 開發(fā)周期較長。 （ 2） 算法 互操作性 強(qiáng) 由于不同商家開發(fā)的算法經(jīng)過 xDM 封裝后可以同時(shí)被上層應(yīng)用軟件使用，使得產(chǎn)品可以在不同的算法之間切換使用， 增強(qiáng) 了算法的 互操作性 。 xDM 算法標(biāo)準(zhǔn)介紹 xDM 標(biāo)準(zhǔn)（ eXpressDSP Digital Media Standard）是 TI 公司針對(duì) DaVinci技術(shù)而制定的一套 DSP 算法封裝標(biāo)準(zhǔn)。另外， TVP5158 可級(jí)聯(lián)， 在級(jí)聯(lián)模式下，能同時(shí) 支持 8 通道視頻或 16 通道音頻的處理 ，并 可以與 TI 的 DAVINCI 處理器形成無縫接口 ，降低了設(shè)備的成本 。 TVP5158 的功能框圖如圖 所示 。 同時(shí) DM7467 集成的 視頻數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換引擎 (VDCE)和 兩個(gè) 高清視頻協(xié)處理器(HDVICP)減輕了 DSP 核心的數(shù)據(jù)處理的任務(wù)，使得 DSP 在處理高清視頻的同時(shí)也可以處理普通視頻編碼以及圖像分析算法等。該內(nèi)核采用流水線運(yùn)行，使得處理器和內(nèi)存系統(tǒng)可以連續(xù)的運(yùn)行。 DM6467 集成了 ARM 和 DSP 雙核與一身， 兼有高速處理數(shù)據(jù)能力和強(qiáng)大的控制管理能力。本課題中使用的嵌入式開發(fā)平臺(tái)是合眾達(dá)公司針對(duì)數(shù)字視頻處理專門推出的 SEEDDVS6467，他在以 TI 公司的 DM6467為核心處理器的基礎(chǔ)上集成了兩片采集譯碼器 TVP5158。 從 采 集 設(shè) 備 獲 取原 始 數(shù) 據(jù) b u f f e r行 交 叉 復(fù) 用 數(shù) 據(jù) b u f f e r行 交 叉 解 復(fù) 用編 碼空 b u f f e r 返 回等 待 發(fā) 送 的編 碼 數(shù) 據(jù) b u f f e r主 循 環(huán) 開 始編 碼 b u f f e r 發(fā) 送獲 取 原 始 數(shù) 據(jù)b u f f e r 采 集 下 一 幀發(fā) 送 b u f f e r 返 回行 交 叉 解 復(fù) 用編 碼空 b u f f e r 返 回編 碼 后 的 數(shù) 據(jù) b u f f e r編 碼 b u f f e r 發(fā) 送等 待 客 戶 端 終 止等 待 客 戶 端 請(qǐng) 求主 循 環(huán) 結(jié) 束各 線 程 初 始 化采 集 線 程 視 頻 線 程 發(fā) 送 線 程圖 系統(tǒng)線程交互示意圖 本章小結(jié) 本章研究了與課題相關(guān)的關(guān)鍵技術(shù)與協(xié)議，分析了視頻監(jiān)控的系統(tǒng)的總體架構(gòu)以及課題模塊在系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)的 功能，最后根據(jù)功能分析設(shè)計(jì)模塊的總體架構(gòu)，為課題研究 確定了方向。在本設(shè)計(jì)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(jī)制。在編碼過程中， ARM 和 DSP 之間的 交互是通過 Codec Engine 機(jī)制 完成，這樣 DSP 處 理器端程序員只需關(guān)注如何開發(fā)DSP 算法， ARM 處理器端程序員只需負(fù)責(zé)編寫控制程序，雙方不需要關(guān)心算法和控制程序間如何實(shí)現(xiàn)通信的。 模塊 硬件 平臺(tái) 的 選擇 在項(xiàng)目開發(fā)過程中，硬件開發(fā)平臺(tái)的選擇很大程度上決定了項(xiàng)目開發(fā)難度的難易以及開發(fā)周期的長短。 （ 2）在視頻編碼方面： 實(shí)現(xiàn) 高速編碼 、高壓縮比的編碼 算 法 ，使得系統(tǒng)可以應(yīng)用于帶寬較小的無線網(wǎng)絡(luò) 。 模塊 的 需求分析 功能需求 本模塊 基于無線實(shí)時(shí)視頻監(jiān)控系統(tǒng) ，該 模塊完成的內(nèi)容是視頻監(jiān)控系統(tǒng)中DVS（ 數(shù)字視頻服務(wù)器 ） 功能 重要的一部分。 PU端是系統(tǒng)的信息采集和處理端，實(shí)現(xiàn)告警信息、內(nèi)容分析數(shù)據(jù)采集處理，以及音視信息的采集、編碼、發(fā)送以及本地存儲(chǔ)，具 有視頻數(shù)據(jù)和控制信令的雙向傳送功能。 模塊架構(gòu) 設(shè)計(jì) 視頻監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)架 本課題 — 基于嵌入式 Linux視頻采 集編碼發(fā)送模塊的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，根源于 科技型中小型企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新項(xiàng)目 《 基于 TDSCDMA的遠(yuǎn)程無線視頻監(jiān)控 系統(tǒng) 》。在R7 版本中下行最大速度又被提升到 21Mbps/28Mbps/42Mbps ，甚至56Mbps/84Mbps。 3. WCDMA 技術(shù) WCDMA 是一種由 3GPP 具體制定的，基于 GSM 核心網(wǎng)， 是 第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)。 ?網(wǎng)絡(luò)控制協(xié)議（ NetworkControlProtocol， NCP）：協(xié)商該鏈路上所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包格式與類型，建立、配置不同的網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議。 因此， PPP 協(xié)議 在接入網(wǎng)中取得了廣泛的應(yīng)用 。這種鏈路提供全雙工操作，并按照順序傳遞數(shù)據(jù)包。 RTP 數(shù)據(jù)包 由 RTP 首部 (RTP Header)和 RTP 負(fù)載 (RTP Payload)兩部分組成 。在相同的重構(gòu)圖像質(zhì)量下， 與 和 MPEG4 標(biāo)準(zhǔn)相比，能節(jié)約 50%的碼率。 VCL 層主要目標(biāo)是盡量的獨(dú)立于各種網(wǎng)絡(luò)的情況下進(jìn)行數(shù)據(jù)高效的編解碼。 因此，視頻編碼技術(shù)也得到了更廣泛的應(yīng)用與發(fā)展。 它 使用分層的方法給驅(qū)動(dòng)程序的開發(fā)提供了清晰的模型和一致的接口 ，方便驅(qū)動(dòng)程序的開發(fā)。在硬件方面， DaVinci 技術(shù)集成了 ARM 與 DSP 雙核處理器，它在DSP 處理器運(yùn)行 DSP/BOIS 操作系統(tǒng)，利用其強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力和高速的運(yùn)轉(zhuǎn)速度實(shí)現(xiàn)對(duì)音視頻的編解碼以及實(shí)現(xiàn)圖像的相關(guān)處理；在 ARM 處理器運(yùn)行MontaVista Linux 操作系統(tǒng)， 利用其良好的控制功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)外圍設(shè)備的控制，如設(shè)備的初始化、遠(yuǎn)程調(diào)用 DSP 算法庫等； 在軟件方面， TI 為視頻軟件開發(fā)商提供了標(biāo)準(zhǔn)化編碼器接口，增強(qiáng)了編碼器的移植性，簡化了二次開發(fā)的難度，同時(shí) TI還提供了集成處理器、軟件、工具等支持，簡化了設(shè)計(jì)與開發(fā)進(jìn)程，加速了產(chǎn)品重慶郵電大學(xué)碩士論文 第二章 視頻采集編碼發(fā)送模塊設(shè)計(jì) 7 開發(fā)與創(chuàng)新速度。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) 6 第二章 視頻采集編碼 發(fā)送 模塊 的總體 設(shè)計(jì) 本章 首先 從硬件平臺(tái)、視頻采集子模塊、視頻編碼子模塊、視頻發(fā)送子模塊方面研究了適用于本課題的 DaVinci技術(shù)、 V4L2視頻采集驅(qū)動(dòng)規(guī)范、 H264編碼算法以及 WCDMA技術(shù)和 RTP流媒體 實(shí)時(shí) 傳輸協(xié)議等。 第五章是對(duì)模塊 軟件的性能的測試與驗(yàn)證。 （ 1） .視頻采集子模塊 ： 設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)基于 V4L2采集驅(qū)動(dòng)規(guī)范的視頻采集。 第三章是搭建系統(tǒng)的開發(fā)平臺(tái)。 第一章 是緒論部分。 本課題 設(shè)計(jì) 源于本人 研究生期間 參與的科技型中小企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新基金項(xiàng)目《 基于 TDSCDMA的遠(yuǎn)程無線視頻監(jiān)控系統(tǒng) 》。 這樣的 理論帶寬足以滿足無線 實(shí)時(shí) 流媒體的傳輸，但在實(shí)際運(yùn)用中由于無線信道的高信 噪比、高衰落等復(fù)雜性和網(wǎng)絡(luò)本身的缺陷導(dǎo)致無線信道容量有限 ，要實(shí)現(xiàn)清晰 、實(shí)時(shí)的 無線 視頻傳輸 仍然存在困難 。 基于嵌入式無線流媒體技術(shù)是嵌入式技術(shù)、無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、視頻編碼技術(shù)和流媒體傳輸技術(shù)的結(jié)合 [5]。 同時(shí)，因?yàn)?智能監(jiān)控所具有的 及時(shí) 、精確、便捷和 節(jié)約資源等優(yōu)勢， 隨著 技術(shù)的發(fā)展 市場的擴(kuò)張，新一代網(wǎng)絡(luò)化、智能化和 個(gè)人化的視頻 監(jiān)控有極大的研究價(jià)值，必將得到廣泛的推廣和應(yīng)用 [4]。 網(wǎng)絡(luò) 視頻監(jiān)控 即 IP監(jiān)控 ， 網(wǎng)絡(luò) 視頻監(jiān)控 就是 依靠 有線或者無線 IP網(wǎng)絡(luò) 以數(shù)字化的形式實(shí)現(xiàn)視頻信息的遠(yuǎn)程傳輸。 但是由于視頻編解碼技術(shù)發(fā)展和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展的滯后，有限的帶寬不能支持傳輸數(shù)據(jù)量巨大的視頻數(shù)據(jù)，監(jiān)控信息大多只局限于本地系統(tǒng)，難以進(jìn)行遠(yuǎn)程的視頻監(jiān)控。 二． 數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng) 90年代初，微處理器技術(shù)和彩色視頻技術(shù)的發(fā) 展推動(dòng)了數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)的出現(xiàn)與發(fā)展。 (3) 不能形成有效的報(bào)警聯(lián)動(dòng)。但是，由于視頻信息流的在系統(tǒng)中依然是以模擬信號(hào)傳輸，視頻監(jiān)控系統(tǒng)的的系統(tǒng)構(gòu)架難以發(fā)生 巨大 的變革，同時(shí)模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是一種單向、單功能形式的信息采集傳輸網(wǎng)絡(luò) ，因此雖然系統(tǒng)的整體技術(shù)已發(fā)展到很成熟的技術(shù)水平，但是由于以上系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的局限 ，模擬監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展已經(jīng)到達(dá)一個(gè)瓶頸階段，難以滿足日益提重慶郵電大學(xué)碩士論文 第一章 緒論 2 升的視頻監(jiān)控需求。而隨著多媒體傳輸技術(shù)的發(fā)展，主要是信息編解碼技術(shù)的發(fā)展以及Inter 網(wǎng)絡(luò)和無線網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)又可被劃分為 以數(shù)字錄像設(shè)備為核心的 數(shù)字化本地 視頻監(jiān)控系統(tǒng) 和 以嵌入式視頻 服務(wù)器 為核心的 數(shù)字化遠(yuǎn)程 視頻監(jiān)控系統(tǒng) ，即第三代的網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng) 。 63 參考文獻(xiàn) 61 致謝 60 第六章 總結(jié)與展望 55 測試過程 53 第五章 系統(tǒng)測試 48 視頻傳輸模塊實(shí)現(xiàn) 46 視頻傳輸模塊的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 28 V4L2 編程接口 23 本章小結(jié) 21 Linux 服務(wù)器搭建 5 第二章 視頻采集編碼發(fā)送模塊的總體設(shè)計(jì) 4 本章小結(jié) 關(guān)鍵 字 ： 視頻采集編碼發(fā)送 模塊 ； Davinci， V4L2， H264， xDM， WCDMA 重慶郵電大學(xué)碩士論文 Abstract II Abstract With the constant improvement of the people to safety requirements, the embedded microcontroller processor and multimedia pression technology and the rapid development of wireless transmission technology, wireless realtime video monitoring system for the development and application of cook. DM6467 b