基于ARM的移動(dòng)視頻監(jiān)控終端設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
0 引言
隨著人們對(duì)生活和工作環(huán)境的安全性的要求不斷提高,安全防范的重要性越來(lái)越突出。視頻監(jiān)控技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用,比如對(duì)森林、旅游景點(diǎn)、城市小區(qū)等通過(guò)視頻監(jiān)控來(lái)實(shí)時(shí)監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)發(fā)生的情況。將嵌入式技術(shù)和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用于視頻監(jiān)控終端,與傳統(tǒng)的有線視頻監(jiān)控相比,無(wú)線視頻監(jiān)控?cái)[脫了網(wǎng)絡(luò)電纜的束縛,提高了視頻監(jiān)控的靈活性和可擴(kuò)展性。監(jiān)控人員可以攜帶手持監(jiān)控設(shè)備而不必在固定位置值守來(lái)監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)。
在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下傳輸視頻,龐大的視頻信息量對(duì)有限的傳輸帶寬是難以承受的,成為阻礙其應(yīng)用的瓶頸之一,因此,需要高效率的視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)來(lái)滿足無(wú)線傳輸帶寬的需求。新一代視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)H.264是面向Internet和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的視頻圖像編解碼技術(shù),它不僅提高了壓縮效率,而且增加了網(wǎng)絡(luò)適應(yīng)能力,降低了網(wǎng)絡(luò)帶寬的需求。H.264標(biāo)準(zhǔn)定義了視頻編碼層VCL(Video Coding Layer)和網(wǎng)絡(luò)提取層NAL(Network Abstraction Layer)。視頻編碼層主要采用幀內(nèi)預(yù)測(cè)、幀間預(yù)測(cè)、變換和量化、熵編解碼等技術(shù)實(shí)現(xiàn)視頻壓縮功能,網(wǎng)絡(luò)提取層將編碼后的數(shù)據(jù)封裝成NALU單元,以適應(yīng)在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中傳輸。
移動(dòng)視頻監(jiān)控終端以ARM微處理器為核心,剪裁適合視頻監(jiān)控終端的嵌入式Linux操作系統(tǒng)。通過(guò)配備無(wú)線網(wǎng)卡接收監(jiān)控前端壓縮視頻數(shù)據(jù),解碼、顯示監(jiān)控前端發(fā)送的視頻流,實(shí)時(shí)顯示前端監(jiān)控畫(huà)面。本文將重點(diǎn)闡述在視頻傳輸過(guò)程中采用RTP/UDP/IP協(xié)議時(shí),出現(xiàn)的視頻包亂序、丟包處理方法,以及在ARM平臺(tái)上對(duì)H.264解碼器的移植和實(shí)現(xiàn)。
1 系統(tǒng)的硬件平臺(tái)
系統(tǒng)硬件平臺(tái)主要由嵌入式微處理器、NANDFLASH,SDRAM,IEEE802.11協(xié)議無(wú)線網(wǎng)卡、LCD模塊組成。本系統(tǒng)的微處理器選用三星公司ARM9內(nèi)核的S3C2440,系統(tǒng)時(shí)鐘采用400 MHz的工作頻率。S3C2440內(nèi)部集成了大量的功能單元,包括:存儲(chǔ)器控制器有8個(gè)Bank區(qū)間、LCD控制器、USB控制器以及豐富的外設(shè)接口資源,根據(jù)視頻監(jiān)控終端的需求,在此基礎(chǔ)上進(jìn)行外圍電路的配置和擴(kuò)展。視頻監(jiān)控終端硬件框圖如圖1所示。
存儲(chǔ)器包括ROM和RAM兩部分,ROM配備了非線性結(jié)構(gòu)的K9F1208UOM容量為64M×8 b的NAND FLASH芯片;RAM配備2片HY57V561620BT—H組成32位數(shù)據(jù)總線的SDRAM,適用監(jiān)控終端處理龐大視頻數(shù)據(jù)的需求。在USB Host接口上外接一塊基于IEEE802.11協(xié)議的無(wú)線網(wǎng)卡,通過(guò)無(wú)線AP端點(diǎn)接收監(jiān)控前端視頻數(shù)據(jù)。液晶屏選用TFT真彩液晶屏,并配備相應(yīng)的觸摸屏實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互的目的。
2 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)
移動(dòng)視頻監(jiān)控終端軟件設(shè)計(jì)以嵌入式Linux操作系統(tǒng)為核心,作為一種開(kāi)源操作系統(tǒng),Linux具有支持多種硬件平臺(tái)、豐富的設(shè)備驅(qū)動(dòng)和良好的網(wǎng)絡(luò)功能等特點(diǎn)。針對(duì)監(jiān)控終端的具體應(yīng)用對(duì)內(nèi)核進(jìn)行配置,剪裁出合適的系統(tǒng)。監(jiān)控終端應(yīng)用軟件是建立在操作系統(tǒng)之上,為實(shí)現(xiàn)RTP/UDP/IP協(xié)議下接收H.264視頻流和ffmpeg解碼庫(kù)實(shí)時(shí)解碼視頻流。
評(píng)論