基于嵌入式linux视频监控传输系统设计和实现

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1、基于嵌入式Linux视频监控传输系统设计和实现　　摘要：达芬奇技术是一款集成了DSP处理器、ARM处理器、软件、工具以及技术支持的综合型解决方案系列，非常适用于开发各种优化的数字视频终端设备。本文介绍了一种基于达芬奇技术的数字视频监控传输系统设计方案。本文详细阐述了该系统的总体架构、硬件构成以及视频传输系统软件实现。关键词：达芬奇技术数字视频TMS320DM6467TVP5158中图分类号：TP274.2文献标识码：A文章编号：1007-9416（2013）01-0145-02随着网络、通信和微电子技

2、术的快速发展和人民物质生活水平的提高，视频监控以其直观、方便和内容丰富等特点，日益受到人们的重视。视频监控系统是安全防范系统的组成部分，是一种防范能力较强的综合系统，因其直观、方便、信息内容丰富的特点而被广泛应用于金融、电力、交通和公安消防等领域。在众多视频监控产品中，以嵌入式数字视频服务器为核心的无线视频监控系统最具发展潜力，它具有布控区域广阔、可扩展能力强、易于组成复杂的监控网络、性能稳定可靠等特点，得到越来越多的研究和应用。1系统概述5整个视频监控系统从功能可划分为三个部分：视频监控服务器、中心

3、平台、视频监控客户端。视频监控服务器或叫监控前端（PU），是系统的信息采集端，实现视频信息、音频信息、数据信息及告警信息的采集功能以及音视频录像的存储功能，具有语音信息和数据信息的双向传送功能。视频监控客户端或叫监控中心界面（CU），是系统的客户应用端，实现视频信息、音频信息、数据信息及告警信息对用户的呈现。根据客户端类型的不同，部分CU还具备对系统的设备管理、用户管理等功能[1]。中心平台是系统的中心管理服务器，负责业务流程的控制和策略管理[2]，包括视频分发/转发服务器（VTDU）、网络录像存储服

4、务器（NRU），SIP信令处理解析服务器、SIP服务器和数据库管理系统。系统的整体框架如图1所示：2系统硬件开发平台系统PU端采用基于DaVinci技术的TMS320DM6467作为核心处理器，它是TI公司专门针对数字视频服务器DVS应用而推出的高性能数字媒体处理器。本文所研究的采集编码系统是无线视频监控系统PU端的重要部分，其硬件功能框图如图2所示。5DM6467具有非常丰富的外围设备接口，系统充分利用这一优点，采用两片TVP5158芯片作为采集译码芯片，可同时完成最多8路D1实时视频采集和H.26

5、4编码。两片TVP5158的视频输出口分别接入到DM6467的视频端口VPIF，模拟视频经过A/D（analog/digital）转换，亮、色度分离，降噪滤波等处理后转换为符合DM6467的VPIF接口传输的数字信号，再由DM6467进行压缩编码等处理后送入通信模块（网口或USB2.0），经无线或有线网络传输[3]。DM6467通过I2C总线对采集译码芯片进行控制，串口RS232连接Windows工作台，用于系统调试，串口RS485接云台。另外还有PHY802.3以太网接口及Flash、DDR2等存储

6、设备。3无线视频监控传输系统的设计本视频监控系统的软件是以嵌入式Linux为基础的。无线视频监控传输系统大致分为：视频采集模块、视频编码模块、H.264视频流的RTP传输模块。3.1视频采集模块V4L2（VideoForLinuxTwo）是Linux系统平台下开发视频采集程序的一组规范，是V4L（VideoForLinux）规范的升级版本。V4L2使用分层的方法为驱动程序的开发提供了一致的接口和清晰的模型，这是Linux系统下视频采集程序开发的基础。开发程序员只需调用V4L2规范提供的的API，即可快

7、速实现应用程序的视频采集功能。本系统的视频采集功能，也是使用V4L2API来完成的[4]。Capture线程的程序流程如图3所示。3.2视频编码模块5Video线程负责从Capture线程获取一帧原始的视频数据，对它进行H.264压缩编码，然后再把压缩编码后的视频数据流发送给Writer线程。TI公司针对DaVinci平台提供了多媒体数字信号编解码引擎（CE，CodecEngine），是一组用于示例和运行XDAIS算法的API。CE封装了一组VISA（Video，Image，Speech，Audio）

8、API接口，而VISA类是用来与XDAIS-DM算法标准定义的基于各种多媒体算法的函函数集进行交互的接口。ARM端的程序可以简单地使用VISAAPI就可调用运行在DSP端的编解码算法，DSP高效的执行各种算法，并通过VISAAPI将算法执行的结果返回给ARM端的程序。本系统的视频编码模块程序也使用了编解码引擎CE及VISAAP1[5]。Video线程的执行流程如图4所示。3.3H.264视频流的RTP传输模块该模块负责把编码后的H.264视频流按照H.2