基于嵌入式Linux的視頻采集系統設計

摘要

隨著人們對安全要求的不斷提高、嵌入式微處理器和多媒體壓縮技術以及無線傳輸技術的快速發展，無線實時視頻監控系統得到了快熟的發展與應用。本文基于DM6467平臺，使用TVP5158芯片實現多路視頻復合采集，經過解復用后，遠程調用DSP端H.264編碼器完成視頻流的實時編碼，最后利用RTP協議封裝視頻數據并通過MF210無線模塊實現視頻的無線傳輸。論文最終設計實現了一種應用在無線實時視頻監控系統中的多路視頻采集編碼發送方案。  論文首先研究了應用在無線視頻監控系統中的關鍵的技術，包括DaVinci技術、V4L2視頻采集驅動規范、H.264編碼算法以及RTP流媒體實時傳輸協議和WCDMA技術等。隨后分析了模塊的功能需求，并根據需求分析設計了視頻采集編碼發送模塊的總體架構。接下來論文研究了DaVinci開發平臺的硬件和軟件開發環境，并根據開發需求完成嵌入式開發環境搭建，主要工作包括嵌入式Linux服務器搭建、開發工作站配置、嵌入式Linux內核移植等。  在以上基礎上，完成視頻采集、視頻編碼、視頻發送三個子模塊具體的設計與實現。分別在視頻采集子模塊中，設計與實現基于V4L2采集驅動規范的多路視頻的復合采集；在視頻編碼子模塊中，設計與實現基于Codec Engine機制的H.264編碼，主要工作包括H.264編碼器的構建和編碼應用程序的實現。在構建H.264編碼器過程中主要完成X.264編碼算法的xDM封裝、Codec Server生成、Codec Engine引擎配置等，在編碼應用程序中，通過調用H.264編碼器的VISA API接口，實現采集的視頻數據的實時編碼；在視頻發送子模塊中，先構建WCDMA網絡的傳輸鏈路，主要工作是完成MF210驅動移植、PPP移植與PPP撥號實現，然后在應用層利用RTP（實時傳輸協議）封裝編碼后的NAUL數據，最后創建socket，將打包而成RTP數據包發送到wcdma網絡中。  在測試階段，通過對系統的整體測試，驗證了課題成功完成了模塊設計的預期目標。

關鍵字：視頻采集編碼發送模塊；Davinci，V4L2，H264，xDM，WCDMA

Abstract

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Key words：Keywords: module of video Capturing and Encoding and Transmiting, Davinci, H264, xDM, V4L2, WCDMA

目錄

摘要I

AbstractII

前言1

第一章 緒論1

1.1 視頻監控系統行業背景1

1.1.1 模擬視頻監控系統2

1.1.2 數字視頻監控系統3

1.1.3 網絡視頻監控系統3

1.2 課題研究背景及意義4

1.3 論文組織架構5

1.4 本章小結5

第二章 視頻采集編碼發送模塊的總體設計6

2.1 模塊相關的關鍵技術研究6

2.1.1 Davinci技術6

2.1.2 V4L2視頻采集驅動接口7

2.1.3 H.264視頻編碼技術7

2.1.4 視頻傳輸協議與技術8

2.2 模塊架構設計9

2.2.1 視頻監控系統構架9

2.2.2 模塊的需求分析10

2.2.3 模塊硬件平臺的選擇10

2.2.4 模塊總體架構的設計11

2.3 本章小結12

第三章 搭建嵌入式開發環境平臺13

3.1 DaVinci硬件開發環境13

3.1.1 DM6467處理器特點13

3.1.2 采集譯碼器TVP5158功能概述13

3.2 DaVinci軟件開發環境14

3.2.1 xDM算法標準介紹14

3.3 嵌入式開發環境搭建14

3.3.1 Linux服務器搭建15

3.3.2 工作站配置15

3.4 本章小結16

第四章 視頻采集編碼發送模塊的設計與實現17

4.1 視頻采集模塊設計實現17

4.1.1 視頻采集模塊的設計17

4.1.2 V4L2編程接口18

4.1.3 視頻采集模塊的實現18

4.2 視頻編碼模塊的設計與實現21

4.3 本章小結21

結論22

參考文獻23

致謝24