嵌胧紿264网络视频监控系统.pdf

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1、嵌入式H.264网络视频监控系统设计与研究题目嵌入式H.264网络视频监控系统设计与研究摘要H.264是ITU-T和ISO/IEC联合推出的最新视频编码国际标准，较之以往的视频编码标准有了明显的进步。由于其良好的压缩效率和网络自适应性，H.264将在可视电话、远程监控、移动流媒体、视频压缩存储等领域得到广泛的应用。基于ARM的嵌入式视频监控系统，具有体积小、成本低、稳定性高、实时性好、重量轻，便携等优点，具有很强的实用性价值，可广泛应用于安全监控系统、视频会议、远程同步教学等领域。研究在嵌入式开发平

2、台上实现H.264视频监控具有重要的现实意义。本文设计并实现了一个嵌入式H.264视频监控系统。通过对嵌入式、数字图像处理等技术的研究，提出了基于utu2440开发平台的视频编码系统的设计与优化方案。论文的主要工作从以下几个方面展开：一是分析了H.264主要功能模块和核心算法复杂度，对计算复杂度高、费时多的分子像素运动进行了优化；二是充分利用系统资源配置和ARM处理器特性，结合H.264视频编码的运算量大和存储访问任务繁重的特点对ARM平台进行了优化；三是编写了视频采集应用程序，结合X264源码，完

3、成了视频采集并压缩为H.264/AVC格式的视频数据的功能，实现了视频采集压缩系统的设计与优化，利用UDP协议完成了压缩视频流的发送；最后远程监控端采用DirectShow技术实现了视频解码播放。测试结果表明本系统具有图像压缩率高、质量好（QCIF显示模式）的优点，在utu2440开发板上视频延迟时间小，基本达到监控目的。关键词：嵌入式；H.264；UDP；DirectShow；优化第一章绪论第二章嵌入式H.264视频监控系统总体方案设计§2.1设计总体方案本课题设计的嵌入式视频监控系统，采用迄今为

4、止最先进的H.264视频压缩标准压缩视频文件，为基于嵌入式的多媒体应用搭建一个应用的基础平台。基于此设计思想，提出系统的总体设计框架如图2.1所示。应用软件：视频采集、压缩、Directshow解码播放软件操作系统：嵌入式Linux内核、根文件系统设备驱动程序硬件USBHOSTRS232JTAGLAN摄像头图2.1系统总体框图服务器端以RISC通用处理器为核心，由SDRAM、FLASH等存储器件和各种通信接口构成嵌入式硬件平台。通过USBHOST接口接入摄像头外设，以捕获视频原始数据。同时设有RS2

5、32、JTAG、LAN等用于开发调试的接口。选用免费、开源的Linux操作系统以实现基本控制和网络连接功能；采用H.264对采集的视频进行压缩编码，采用UDP协议实现视频的网络传输。客户端采用H.264解码后用Directshow技术播放接收到的视频。§2.2硬件平台的选择嵌入式处理器是嵌入式系统的核心部件。嵌入式处理器与通用处理器的最大不同点在于它把通用计算机中许多由板卡完成的任务集成在芯片内部，从而有利于嵌入式系统设计趋于小型化，并且具有高效率、高可靠性等特征。现今市面上有1000多种嵌入式处理

6、器芯片，其中使用最广泛的有ARM、MIPS、PowerPC、MC68000等。[9]目前，采用ARM技术知识产权(IP)核的微处理器，即我们通常所说的ARM微处理器，已遍及工业控制、通信系统、网络系统、消费类电子产品、无线系统等各类产品市场，基于ARM技术的微处理器应用约占据了32位RISC微处理器75%以上的市场1嵌入式H.264网络视频监控系统设计与研究[10]份额，ARM技术正在逐步渗入到我们生活的各个方面。ARM所提供的16/32位嵌入式RISC内核有以下几个系列：ARM7，ARM9，ARM

7、9E，ARM10，SecurCore，StrongARM和IntelXScale。其中，ARM7，ARM9，ARM9E和ARM10为4个通用处理器系列，每个系列提供一套相对独特的性能来满足不同领域的需求。例如SecurCore系列专门为安全要求较高的应用而设计。[11]S3C2440X是韩国三星公司推出的一款基于ARM920T内核的16/32位RISC嵌入[12]式微处理器。以手持设备为主，其特点有：功耗低、处理速度快，同时增加了丰富的外围资源，这对系统开发非常有利。作为该芯片的CPU内核，16/3

8、2位ARM920TRISC微处理器采用0.13μmCMOS标准单元和存储单元复合体。它功耗极小，简单、稳定的设计非常适合对电源要求较高的产品上。ARM920T核由ARM9TDM1、存储管理单元(MMU)和高速缓存三部分组成。其中，MMU可以管理虚拟内存，高速缓存由独立的16KB指令Cache和16KB数据Cache组成。该芯片集成了支持TFT的LCD控制器、NANDFLASH控制器、SDRAM控制器、3个通道的UART等等控制器和丰富的外部接口。在时钟方面其也有突出的