ARM的无线视频传输系统原理图.pdf

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1、基于ARM的无线视频传输系统原理图本文设计了一套基于ARM的低帧速无线视频传输系统，将个人计算机屏幕上的图像通过无线的方式传输到投影仪上。系统中视频发送端采用普通个人计算机，视频接收端是基于ARM11的嵌入式系统。所传输图像使用JPEG标准进行压缩，传输数据链路为Wi-Fi.该系统主要用于教学、会议等场合。本系统可以减少演示场合的线缆，并省去频繁插拔的麻烦。个人计算机设备及其外设的无线化一直是行业趋势，随着科技进步，无线鼠标、无线键盘、无线路由等无线设备纷纷问世。但是目前几乎所有在使用的投影仪都使用线缆和计算机连

2、接，在商务、科研的会议或展示场合，这往往会带来不便。视频传输数据量大、实时要求高，而完成无线视频传输，无线链路的数据吞吐量必须大于视频数据流量。近年来Wi-Fi标准不断演进，传输速度越来越高；另一方面，嵌入式处理器的处理能力越来越强，并且芯片厂商会在某些嵌入式处理器中集成DSP核心，使得嵌入式系统的视频解码能力有了一个大幅提高，完全能够完成高解析度的视频解码，这使得传送经过压缩的视频数据成为可能，从而间接地降低了视频数据流所占带宽的大小。这一切，使得无线视频传输成为可能。1系统硬件构成1.1系统整体框架该系统由视

3、频发送端和视频接收端组成，它们之间以Wi-Fi作为通信链路。如图1所示，视频发送端是需要进行幻灯片播放的普通计算机，视频接收端是采用ARM11处理器的嵌入式系统，它负责接收、解码视频信号，并通过VGA接口将视频信号传送至大屏幕显示设备上（如投影仪，大屏幕平板电视等）。图1系统示意图1.2视频接收端硬件构成图像接收端采用以三星公司S3C6410芯片为主控的嵌入式系统。S3C6410芯片采用65nm制程，最高主频可达667MHz.其内部采用了ARM11核心作为主控部分，并集成了存储器控制器、USB控制器、LCD控制器

4、等多种外部设备控制、接口；与此同时，S3C6410还集成了多媒体加速内核（MultimediaAcceleraTION）。S3C6410芯片如图2所示。图2S3C6410芯片框图该芯片中集成的多媒体处理核心包括了JPEG编译码器，可以实现对JPEG格式图片的硬件解码，从而大大提高了系统对JPEG图片的处理能力。它最大支持编解码65535x65535分辨率的JPEG图片。接收系统框图如图3所示。图3接收端系统框图视频接收端配备了Marvell8636为主控的Wi-Fi模块，其支持802.11b/g标准，通过SDIO

5、接口与系统相连。视频数据经解压后输出到数模转换模块上，最终转换为VGA信号送至投影仪。系统软件设计2.1系统软件框絮视频发送端软件的主要功能：采集当前屏幕显示图像，压缩图像，传送经压缩的图像。除此以外发送端软件还需要完成与接收端连接的建立、断开功能。与之对应的，接收端软件的主要功能是：接收经过压缩的图像数据，进行图像解码，显示图像。发送端和接收端之间通过Wi-Fi链路传输数据。系统软件构架框图如图4所示。图4系统软件构架框图在会议场合，典型的演示方式是播放幻灯片，在这种应用场合下，图像在大部分时间下都是准静态的，

6、所以在这种情况下视频的刷新速度可以保持在一个较低的数值上，这里我们设定为8帧每秒。此时，若计算机的屏幕分辨率是1280×800,色深是24bit,则视频流的速率是197Mb/s.而目前普遍采用的802.11gWi-Fi标准，其标称速度只有54Mbps,并不能满足以上所需的数据带宽。所以需要对数据经行压缩。在1280x800的分辨率下，压缩率需要在5:1以上，可以考虑选用JPEG标准。JPEG压缩品质比较如图5所示。图5JPEG压缩品质比较JPEG是很灵活的编码标准，其Q值可以在100以内任意取值。但如果图片质量过

7、高，不但增加了图像编码时CPU的负担，而且增加了数据传输量；而图片质量过低又会影响演示质量。需要在图像质量和数据流量之间找到一个平衡点。图5是图片在不同的JPEG编码质量下的效果比较，当Q取50时，进过压缩的图片在肉眼观察下任然拥有较高的画质。而此时，压缩率是15:1,大于前面分析中提出的5:1压缩率要求，在这种情况下数据速率为13Mb/s,能够在802.11g提供的带宽下进行传输。可见，Q=50时，图像质量和数据流量之间可以取得一个较好的平衡。2.2视频发送端软件设计该系统的发送端软件基于windows设计。其

8、实现的主要功能可以概括为：采集当前屏幕显示图像，压缩图像，传送经压缩的图像。发送端软件流程图如图6所示。图6发送端软件流程图在windows环境下捕捉当前屏幕的方法有：GDI,DirectX,以及WindowsmediaAPI.其中采用GDI时效率不高，不适合应用在该系统中，这里选用DirectX.在DirectX中提供了g_pd3dDevice对象，这是一个IDixee