【正文】 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(jì) 圖就是一個(gè)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。U而構(gòu)建的，要想讓運(yùn)行在一塊板子上的 Bootloader程序也能運(yùn)行在另一塊板子上，通常都需要修改源程序． 2． Bootloader的安裝媒介 系統(tǒng) 上電或者復(fù)位后，所有的 CPU通常都從某個(gè)由 CPU制造商預(yù)先安捧 的地址上讀取指令．比如，基于 ARMTrDMI內(nèi)核的 CI39。除了依賴于 CPU的體系結(jié)構(gòu)外， Bootloader實(shí)際上也 依賴于具體的嵌入式板級設(shè)備的配置。tart 可以通過如下方法簡單測試一下 NFS是否配置好： Pc機(jī)自身 mount，看 是否成功就可以判斷 NFS是否配置好。 然后在 shell下執(zhí)行下面命令來啟動 nfs服務(wù)。 以超級用戶運(yùn)行setup，在 [system service]：里面選擇 n豇，退出 setup，然后 編輯／ ctc／ cxports文件，添加如下代碼： ／ home／ wch／ app 222． 204． 23． +(rw,sync,no_root_squash) 其 OP／ home／ wcWapp表示主機(jī)的共享目錄； 222． 204． 23．。在嵌入式 Linux的移植過程中， NFS服務(wù) 主要用于目標(biāo)系統(tǒng)和主機(jī)系統(tǒng)共享相同的文件目錄，這樣，主機(jī)系統(tǒng)就可以通 過 NFS服務(wù)來向目標(biāo)系統(tǒng)提供一個(gè)根文件系統(tǒng)，以供目標(biāo)系統(tǒng)無盤啟動。 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)。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。算法優(yōu)化主要 是對運(yùn)動矢量搜索、 Dcr變換等算法進(jìn)行改進(jìn)以提高編碼速度和編碼質(zhì)量【堋． 第 4章嵌入式視頻服務(wù)器系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 第 4章嵌入式視頻服務(wù)器系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 4． 1嵌入式開發(fā)環(huán)境的創(chuàng)建 4． 1． 1建立交叉編譯環(huán)境 首先 PC上必須安裝 RedHat 9． O選擇 FULL安裝．將旋極公司提供的光盤 中 LINUX目錄下的 YF2410． tar． gz拷貝到根目錄下 tar zxvfYF2410． tar． gz cd／ YF2410 執(zhí)行腳本文件 ．／ YFINSTALL,sh 腳本文件執(zhí)行完后，編譯開發(fā)環(huán)境就安裝成功了 為了方便使用 armlinuxgce編譯系統(tǒng)，我們修改．／ etcYpmftle文件 找到 pathmunge／ usr／ local／ sbin 在其下面添加一行 pathmunge／ usr／ local／ arm／ 2． 95． 3／ bin 4． 1． 2配置系統(tǒng)服務(wù) 1．配置 1FrP服務(wù)器 椰協(xié)議是簡單的文件傳輸協(xié)議，實(shí)現(xiàn)簡單，使用方便，正好適合開發(fā)板 Bootloader使用． 一般 Linux系統(tǒng)靜自帶有仰服務(wù)，可以通過如下操作來開啟該服 務(wù)． 以超級用戶運(yùn)行 setup，在 [system service]里面選擇 tftp，并去掉 iptabtes 和 ipchairs兩項(xiàng)。在處 理器資源有限的情況下，尋求復(fù)雜度與編解碼性能的最佳折中是視頻信息處理 軟件優(yōu)化最主要的方向。有時(shí)采用的算法不同，計(jì)算復(fù)雜度和編碼性能差別會很大，這兩者是 相互制約的。 3．算法上的優(yōu)化。無論是 DivX還是 Xvid，當(dāng)初設(shè)計(jì)的時(shí)候都是針對 PC 機(jī)的 X86芯片的，現(xiàn)在換到嵌入式系統(tǒng)時(shí)，就需要結(jié)合的嵌入式芯片的指令級 及結(jié)構(gòu)對源碼的設(shè)計(jì)做出結(jié)構(gòu)上的調(diào)整。但以某些監(jiān)控領(lǐng)域來說，圖像質(zhì) 量并不 要求達(dá)到 DVD的效果，這樣我們可以以犧牲圖像質(zhì)量為代價(jià)，去掉 XviD的某 些功能，減少運(yùn)算量，來換取幀率的提高。 (4)可擴(kuò)展性差．硬件實(shí)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(jìn)行方便的修改優(yōu)化，在有新的算法模塊出現(xiàn)時(shí)，也無法加入， 可擴(kuò)展性差． 還有一種 MPEG4在嵌入式系統(tǒng)上的實(shí)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(shí)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(shí)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(jì) 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。 (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。 (1)價(jià)格高。 應(yīng)用程序 (采集，壓縮、傳輸 ) J盯 s2文件系統(tǒng) ’ 攝像頭驅(qū)動 Linux內(nèi)核 BootLoader(ubooO 一 圖 3． 4嵌入式視頻終端軟件架構(gòu)圖 系統(tǒng)的工作原理是：將攝像頭采集到的 視頻圖像數(shù)據(jù)放入存儲器緩沖區(qū)中， 保存成文件的形式，或者運(yùn)行移植到平臺上的圖像壓縮處理程序?qū)彌_的圖像 數(shù)據(jù)直接進(jìn)行相關(guān)處理再保存成文件的形式，文件可存儲在 FLASH存儲器 (因 第 3章嵌入式網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 為在 FLASH中可建立 JFFS2文件系統(tǒng) )中等待遠(yuǎn)程主機(jī)以后的訪闖，也可通過 CS8900A擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò)接口將圖像數(shù)據(jù)直接發(fā)送到遠(yuǎn)程主機(jī)上．遠(yuǎn)端主機(jī)收到文 件后可解壓顯示，同時(shí)也可通過網(wǎng)絡(luò)對系統(tǒng)平臺進(jìn)行遠(yuǎn)程控制． 3． 4在 ARM處理器上實(shí)現(xiàn) MPEG4壓縮編碼 3． 4． 1 MPEG4在嵌入式系統(tǒng)上的實(shí)現(xiàn)方法 1． MPEG一 4編碼芯片 目前， MPEG4在嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用主要是專用的MPE04編碼芯片，其用 法和 MPEG M陀 C砣、 lI． 263的編碼芯片類似。信源的獲取采用 USB接口方式，硬件電路簡潔高效 。該攝像頭采用了 OmniV39。主要是面向手持設(shè)備以及 高性價(jià)比、低功耗的應(yīng)用。由于 linux自身攜帶豐富的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議 TCP／ IP， 以及功能強(qiáng)大的視頻處理模塊 Vidc04Linux API，因此。 通過分析系統(tǒng)的功能需求可知，要 設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器，首先要設(shè)計(jì)一個(gè) 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)。 嵌入式視頻服務(wù)器實(shí)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(yuǎn)端主機(jī)。使任意一臺連接到該網(wǎng)絡(luò)上的 PC機(jī)都能觀看攝像頭處 的視頻信息， PC機(jī)通過串行口可以做出相應(yīng)的控制。與順序流傳輸不同的是，實(shí)時(shí)流傳 輸需要用到特 定的流媒體服務(wù)器，而且還需要特定網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的支持 11168。實(shí)時(shí)流傳輸支持隨機(jī) 訪問，即用戶可以通過快進(jìn)或者后退操作來觀看前面或者后面的內(nèi)容。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。 由于受網(wǎng)絡(luò)帶寬、計(jì)算機(jī)處理能力和協(xié)議規(guī)范等方面的限制，要想從 Intcr∞ t上下載大量的音頻和視頻數(shù)據(jù)，無論從下載時(shí)間和存儲空間上來講都是 不太現(xiàn)實(shí)的，而流媒體技術(shù)的出現(xiàn)則很好地解決了這一難題。流媒體包含廣義和狹義兩種內(nèi)涵： 廣義上的流媒體指的是使音頻和視頻形成穩(wěn)定和連續(xù)的傳輸流和回放流的一系 列技術(shù)、方法和協(xié)議的總稱，即流媒體技術(shù)；狹義上的流媒體是相對于傳統(tǒng)的 下載 回放方式而言的，指的是一種從 Intcrnct上獲取音頻和視頻等多媒體數(shù)據(jù) 的新方法，它能夠支持多媒體數(shù) 據(jù)流的實(shí)時(shí)傳輸和實(shí)時(shí)播放。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(fù) 責(zé)向用戶連續(xù)、實(shí)時(shí)地發(fā)送，這樣用戶可以不必等到整個(gè)文件全部下載完畢， 而只需要 經(jīng)過幾秒鐘的啟動延時(shí)就可以了，當(dāng)這些多媒體數(shù)據(jù)在客戶機(jī)上播放 時(shí)，文件的剩余部分將繼續(xù)從流媒體服務(wù)器下載。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(shí)，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。 對于 IVOP，紋理信息直接包含在亮度和色度分量中，而對于運(yùn)動補(bǔ)償后的 VOP，紋理 信息包含在運(yùn)動補(bǔ)償后的殘差中．完全屬于 VOP內(nèi)部的 8X8塊直 接進(jìn)行編碼，而對于橫跨 VOP邊界的塊，先采用圖像填充技術(shù)得到 VOP之外 的象素值，再進(jìn)行編碼。運(yùn)動矢量的搜索范圍可覆蓋到 VOP外部區(qū)域。運(yùn) 動信息是反映 VOP隨時(shí)間變 化的信息．通過運(yùn)動預(yù)測與補(bǔ)償，消除 VOP的時(shí)間冗余度，提高編碼效率． MPEG4中的運(yùn)動預(yù)測與補(bǔ)償幀格式類似于其它壓縮標(biāo)準(zhǔn)，所不同的是其他標(biāo)準(zhǔn) 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(yùn)動補(bǔ)償、塊補(bǔ)償、重疊運(yùn)動補(bǔ)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(yùn)動預(yù)測與補(bǔ)償技術(shù)，它對預(yù)測誤 差和宏塊運(yùn)動矢量同時(shí)進(jìn)行編碼。形狀信息的編碼 就是分別對二值形狀及灰度形狀進(jìn)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(jìn)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(yùn)動補(bǔ)償算法進(jìn)行壓縮編碼，灰度級形狀信息采用基于塊的 DCT和運(yùn)動補(bǔ)償編碼。在 MPEG4標(biāo)準(zhǔn)中， VO的形狀信息有兩類：二值形狀信息和灰度形狀信息 ，這兩種信息都可以采 用位圖法 ((Bitmap)來表示，位圖表示法具有較高的編碼效率和較低的運(yùn)算復(fù)雜 度。當(dāng)圖像序列中被編碼的 VOP具有 任意形狀而非矩形時(shí)，必須提供 VOP的形狀信息，進(jìn)行形狀編碼；當(dāng)圖像序列 中被編碼的 VOP為矩形時(shí)，可不進(jìn)行形狀編碼． 第 2章相關(guān)技術(shù)背景 圖 2． 3 MPF_B4視頻編碼器框圖 圈 2． 4 bIPEG4視頻基于 VOP的編碼框圖 ① 形狀編碼 形狀編碼是基于幾何輪廓的編碼。為了實(shí)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。它由時(shí)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(gè)類 中，這個(gè)類的引入主要用來擴(kuò)展 VO的時(shí)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(jī)訪問點(diǎn)； VOP fVideo Object Plane)：視頻對象平面，它可以看作是 VO在某一時(shí)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(zhǔn) (如 MPEG1， MPEG2,IL 263等 )都是基于矩形幀 的視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)，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(jìn)行編碼，是基于媒體對象的壓縮 標(biāo)準(zhǔn)．其 編碼邏輯結(jié)構(gòu)如圖 2． 3所示。其中有以下五個(gè)層次的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)， 它們都以類的形式定義： VS(Video Session)：視頻場景，它位于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)層次的最高層，包含其它 三個(gè)類，一個(gè)完整的視頻序列可以由幾個(gè) VS組成。 MPEG4動態(tài)分配碼流，根 據(jù)畫面的復(fù)雜程度和變化程度調(diào)整碼流． Ⅻ PEG． 4向 IL 26x學(xué)習(xí)借鑒的錯誤回 復(fù)工具可以提供高抗誤碼性，有助于低比特視頻信號在高誤碼率環(huán)境下的存儲 和傳輸。 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。為實(shí)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(shí)加入新的編碼算法模塊，同時(shí)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。 1999年 2月正式公布了為國際標(biāo)準(zhǔn)