基于3G無線網(wǎng)絡的視頻監(jiān)控系統(tǒng)前端設計
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2 視頻監(jiān)控系統(tǒng)前端軟件設計
無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)前端在設計中以嵌入式Linux操作系統(tǒng)為核心，Linux作為一種開源的操作系統(tǒng)，內(nèi)核可裁剪，支持多種硬件平臺和較強的網(wǎng)絡功能。Linux操作系統(tǒng)軟件由以下幾部分組成：BootLoader、Linux內(nèi)核、文件系統(tǒng)、應用程序。其中應用程序有視頻采集程序、視頻壓縮編碼程序、視頻信號發(fā)送程序。
2．1 視頻采集模塊
Video4Linux是Linux中關于視頻設備的內(nèi)核驅動，它為針對視頻設備的應用程序編程提供一系列接口函數(shù)，通過使用接口提供的函數(shù)庫，對攝像頭進行圖像采集。主要通過以下步驟對視頻圖像進行采集：
(1)用open函數(shù)打開視頻設備，可以獲得相應的文件描述符；
(2)獲取視頻設備屬性，包括名稱、類型、通道數(shù)、圖像寬度、圖像高度等；
(3)通過ioctl函數(shù)返回采集圖像幀的屬性，包括圖像亮度、色彩、對比度等；
(4)視頻的截取有兩種方法：第一種是用read()直接讀取數(shù)據(jù)，第二種是用mmap把設備文件映射到內(nèi)存，用內(nèi)存映射法的優(yōu)點是效率高，因為進程可以直接讀寫內(nèi)存，而不需要任何數(shù)據(jù)的拷貝，結合以上優(yōu)點，選擇此方法。視頻采集流程圖如圖2所示。本文引用地址：http://cafeforensic.com/article/154425.htm
2．2 視頻壓縮編碼模塊
采用ARM926-EJS內(nèi)置的VPU單元硬件編碼模塊完成H．264壓縮編碼。H．264采用了基于塊的動補償和編碼，同時它還采用一系列新的技術，包括：運動矢量具有亞像素精度，對于亮度信號來說可以達到1／4像素精度；運動補償使用了塊大小可以改變的運動補償；允許使用多個參考幀；幀內(nèi)編碼使用幀內(nèi)預測；自適應環(huán)路濾波；自適應于內(nèi)容的算術編碼和變長編碼等，這些新技術的采用大大提升了視頻的壓縮率。編碼過程如圖3所示。
NAL為分層結構，經(jīng)過VCL編碼后的視頻數(shù)據(jù)被組成NAL單元，一組NAL單元組成一個接入單元，一組接入單元組成一個視頻序列，再根據(jù)不同應用，對視頻序列進行處理。圖4為流結構的NAL分層示意圖。
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