一種改進的嵌入式網絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)
在具體實現過程中,還需特別考慮DSP端視頻編碼算法的代碼優(yōu)化。
首先,合理分配片內存儲器(速度快但容量小),把使用頻繁的變量(如各種編碼量化表、IDCT系數等)存放在片內存儲器,由于原始視頻數據的數據量很大,一幀YUV420的QCIF圖像,需要37 Kbyte,因此,不能將一幀圖像的全部數據都存放在片內,可將一幀圖像數據通過DMA分多次從片外存儲器讀入到片內處理。
其次,盡量使用TI提供的圖像處理函數庫,即IMGLIB(它是專門為圖像和視頻處理開發(fā)的庫,TI對該庫進行了深度優(yōu)化,使用IMGLIB既簡化了開發(fā)過程,又能最大限度地提高視頻編碼算法的效率)。
第三,使用DSP內部自帶的一些特殊運算指令(主要執(zhí)行一些簡單的算術操作,它們是由優(yōu)化的匯編代碼寫成),可提高代碼執(zhí)行的效率;最后,為了使程序的執(zhí)行效率更高,可采取一些代碼優(yōu)化技巧,例如多用并行操作,減少判斷分支轉移,合理地使用多重循環(huán),為運算方便可將浮點數定點化,使用移位加減操作代替乘除法等。
本系統(tǒng)實現了雙核架構協(xié)調工作,克服了傳統(tǒng)單ARM核實現方案的數字運算能力不足和單DSP核控制代碼復雜,易用性不好的缺點。在實際應用中,用戶能體驗到它所提供的監(jiān)控圖像質量及幀率都比單ARM核的系統(tǒng)有明顯提高,并且系統(tǒng)的易用性沒有因為增加了DSP核而降低。下面,將給出實驗數據,說明兩種方案的差距,讓讀者更直觀體會到改進方案的優(yōu)勢。
5 測試結果
測試硬件平臺為單ARM9核的三星S3C2410開發(fā)板和DSP+ARM9雙核的TI OMAP5912OSK開發(fā)板,操作系統(tǒng)為嵌入式Linux,測試序列為QCIF(176×144)格式的foreman和news,編碼算法為H.263,在碼率同為128Kbit/s的情況下進行,測試其結果列于表1中。
從表1可看出,本文提出的對嵌入式視頻監(jiān)控系統(tǒng)的改進方案比傳統(tǒng)方案在視頻壓縮效率上有較大提高,可在不增加帶寬需求的情況下,大幅提高監(jiān)控視頻的編碼幀率,基本可滿足人眼對視頻流暢度的要求。整個系統(tǒng)的效果圖如圖4所示。嵌入式視頻監(jiān)控終端部分采用Telnet客戶端軟件Tera Term控制運行。監(jiān)控畫面通過PC機Windows操作系統(tǒng)自帶的IE瀏覽器查看。
6 結論
OMAP平臺具有獨特的雙核結構,本文充分利用OMAP雙核的特點,對嵌入式網絡監(jiān)控終端進行改進,提高了嵌入式監(jiān)控終端的實用性,另外還簡要闡述了OMAP的軟件優(yōu)化開發(fā)方法,希望能對使用OMAP的開發(fā)人員具有借鑒作用。
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