基于嵌入式Linux的视频采集编码发送 模块的设计与实现

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嵌入式视频监控传输系统的设计与实现

嵌入式视频监控传输系统的设计与实现
( 暨南 大学 电子 工程 系,广 东 广 州 5 0 3 ) 16 2
摘 要 : 绍一个基 于嵌入 式 Lnx和 达芬奇 平 台的 H24视频监控 传输 系统 的设 计 与实现。该 系统通过 N L 介 i u . 6 A U提取模块 在
达芬奇平 台下从 其视 频压 缩后 的码 流 中搜 索 NA L单 元的起始 码从 而提 取 出NA L单元 , L单元经 过处理后作 为 R P的 负 NA T
1 系统 工作 原 理 . 2
系 统 工 作 原 理 如 图 2 示 , vni发 送 端 ) 行 E cd 所 Dai ( c 运 no e dmo程 序 进 行 H2 4视 频 图 像 压 缩 , e .6 并且 H2 的 N L层 把 .6 4 A 图 像 宏 块 封 装 后 一 帧 帧地 存 入 缓 冲 区 , 过 共 享 内存 的 方 式 通 把 一 帧 帧 的 图像 数据 交 由 R P进 程 , T T R P进 程 在 一 帧 的数 据
a la.A di od rog t e aac f ulyo vdoa d e ad it f e ae ot l d i addt jste a f sod n n re t et bl eo q ai f ie n t b w d o nt t cn o mo  ̄e s d e oa ut t o h n t h n h .r r d h re
ZHANG o yn , S Du — ig HEN e , LI W e- i g HUAN G n ・ i Ch n U i n , p Ho g bn
( e a met f l t n s n ier g J a nvr t, agh u5 03 ,C ia D p r n Ee r i gnei , i U iesy Gun zo 16 2 hn) t o co cE n n n i

基于嵌入式ARM-Linux的播放器的设计与实现

基于嵌入式ARM-Linux的播放器的设计与实现

基于嵌入式ARM-Linux的播放器的设计与实现摘要随着21世纪的到来,人类进入了PC时代。

在这一阶段,嵌入式技术得到了飞速发展和广泛应用。

由此,本文提出了一种基于嵌入式ARM-Linux的播放器设计与实现的方案。

本文首先详细分析了ARM体系结构,研究了嵌入式Linux操作系统在ARM9微处理器的移植技术,包括交叉编译环境的建立、引导装载程序应用、移植嵌入式Linux内核及建立根文件系统,并且实现了嵌入式Linux到S3C2410开发板的移植。

由于嵌入式系统本身硬件条件的限制,常用在PC机的图形用户界面GUI系统不适合在其上运行。

为此,本文选择了Minigui作为研究对象,在对其体系结构等方面进行研究基础上,实现了Minigui到S3C2410开发板的移植,完成了嵌入式图形用户界面开发,使得系统拥有良好的操作界面。

对于播放器,本文实现了Linux系统下的通用媒体播放器—Mplayer到S3C2410开发板的移植。

通过对音频数据输出的研究,解决了Mp1ayer播放声音不正常的问题,实现了一个集音乐和视频播放于一体的嵌入式多媒体播放系统。

最后,总结了论文所做的工作,指出了嵌入式播放器所需要进一步解决和完善的问题。

关键词:嵌入式ARM-Linux; S3C2410; Mplayer; GUI界面; MiniguiPlayer Designing and Implement Based On Embedded ARM-LinuxAbstractAlong with the 21st century arrivals, the humanity enters the post PC time. In this stage, embedded technology gets rapidly developed and widely used. So, this paper aims to design a player based on embedded ARM-Linux.First, in this paper, ARM architecture and the characteristic are analyzed in detail. The emphasis of the study is put on the porting techniques of embedded Linux operation system based on the ARM9 micro-processor, which include setting cross complier、transplanting Bootloader、transplanting embedded Linux kernel and setting root file system; Furthermore, implement the technique of transplanting Embedded Linux to S3C2410 board.GUI (Graphical User Interfaces) systems which are supported by normal PCs cannot run well on the embedded systems, just because of the restriction of the hardware of embedded devices. So, this paper selects Minigui as research object. Based on the Minigui architecture and its other aspects, the technique of transplanting Minigui to S3C2410 board is given in detail, and then an embedded GUI system is established and it also makes the handle interface friendly.About the player, this paper implements transplanting the universal player on Linux-Mplayer to S3C2410 board. By learning of audio data, it solves the problem of sound abnormality, and achieves an embedded multimedia system which could play audio and video files.Key words: Embedded ARM-Linux; S3C2410; Mplayer; GUI interface; Minigui目录摘要 (I)Abstract ........................................................... I I 目录.............................................................. I II 第一章绪论.. (1)1.1系统研究背景 (1)1.1.1 多媒体播放器与嵌入式系统 (1)1.1.2 嵌入式多媒体播放器国内外发展现状 (1)1.2 嵌入式处理器 (3)1.3 嵌入式系统 (4)1.3.1嵌入式系统的概述 (4)1.3.2 嵌入式系统的选择 (5)1.4 本文的意义和主要工作 (7)第二章系统软硬件平台的搭建 (8)2.1 硬件开发平台的介绍 (8)2.1.1 核心板 (8)2.1.2 外设板 (8)2.1.3 设计所用硬件介绍 (9)2.2 硬件平台的设计方案 (9)2.2.1 核心板设计 (9)2.2.2 外设电路设计 (14)2.3 嵌入式软件开发环境 (15)2.3.1 引导装载程序 (16)2.3.2 宿主机开发环境配置 (17)2.3.3 交叉开发环境的建立 (18)2.3.4 内核的编译 (18)2.3.5 烧制内核映像和文件系统 (20)2.4 嵌入式图形用户界面的实现 (20)2.4.1 图形用户界面minigui的简介 (20)2.4.2 MiniGUI在S3C2410开发板上的移植过程 (21)第三章 Mplayer的移植 (25)3.1 Mplayer的简介 (25)3.2 Mplayer的移植 (25)3.2.1 安装交叉编译工具及解压源代码 (25)3.2.2 编译Mplayer (25)3.3 调试 (27)第四章嵌入式播放器Mplayer的设计 (31)4.1 播放器的工作流程 (31)4.2 播放器的逻辑结构 (31)4.3 Mplayer播放器的目录文件组织结构 (32)4.4 播放器对解码器和输出设备的管理方式 (34)第五章总结与展望 (36)5.1 本文主要完成的工作及结论 (36)5.2 完善与展望 (36)致谢 (37)参考文献: (38)第一章绪论1.1系统研究背景从上世纪末开始,随着计算机和电子技术的发展走上快车道,便携式电子设备,诸如智能手机,个人电子助理(PDA)的运算存储能力和通信能力都得到了长足的进步,便携式设备的用户界面也变的越来越友好,从早期的只能显示单色文字的LED,发展到现在大尺寸6万色彩色液晶屏幕。

基于Linux的视频采集软件研究与实现

基于Linux的视频采集软件研究与实现
I 建 立 开 发 环 境l

基于 v i v i 发展而来 , 不提供源代码 , 在保 留原始 v i v i 功 能 的基 础 上 , 整 合 了 诸 多 实 用 功 能, 如 支 持 C R A M F S , Y A F F S文 件系 统, U S B下 载 , 自动 识别 L i n u x , w i n c e 等多种操作系统 , 下载程序到内存中执 行。B o o t l o a d e r 可以直接通过 H— J T A G烧写到 N o r
据任务需要 , 进行 内核 配置。其中与配置联系 比较 紧密 的 就 是 “ S y s t e m T y p e ” 、 和“ D e v i c e D r i v e r s ” 菜 单 。在 “ S y s t e m T y p e ” 中选择 ¥ 3 C 2 4 4 0的配置, 在 “ D e v i c e D r i v e r s ” 即设备驱动程序中选择各个驱动程 序的模块 , 而本设计在该菜单 中选择万能摄像头的 驱动程序 。其余按 系统 默认配置。配置过程结束
n e 1 . o r g / , 可以下载任何版本的 L i n u x系统内核。本
文使 用 的是 L i n u ) - 2 . 6 . 2 2 . 6 . t a r . b z 2 。补丁 文件 为
p a t c h一2 . 6 . 2 2 . 6 . b z 2 。
2 . 1 建立 开发环 境和 交叉编译 工具链
c d /wo r k /t o o l s
_ 蚕 ~ ~ 一 曲
交给内核中的体系无及 系统 其余 部 分 的初 始 化 。L i n u x源 代码 是
t a r x j r a r l n— l i n u x— g c c一 3 . 4 . 5一g l i b c 一2 . 3 . 6 .

基于嵌入式Linux的无线多媒体传输系统设计与实现

基于嵌入式Linux的无线多媒体传输系统设计与实现

浙江工业大学硕士学位论文基于嵌入式Linux的无线多媒体传输系统设计与实现姓名:戴洁申请学位级别:硕士专业:控制理论与控制工程指导教师:俞立;孟利民20071118Services)。

H.264支持的视频源格式包括4:2:o’4:2:2和4:4:4,f司时支持逐行扫描和隔行扫描的视频序列,对于隔行扫描的视频帧,H.264支持将奇偶场独立编码.也支持将奇偶场一起编码的方式130]。

23音视频同步技术在无线多媒体通信系统中,除了音视频流能连续地在接收端播放,即实现媒体内同步外,音视频流同步的表现,图像和声音的同步程度也是一项重要的性能指标。

在流媒体开发中,经常会遇到的一个问题就是音视频同步,包括同步插放和同步存储。

由于网络阻塞,服务器延迟或是客户端接收延迟,都可能造成音视频的不同步。

因此如何解决音视频同步是流媒体开发中的一个重要问题。

引起音视频流不同步的原因大致可分为两种:一种是终端处理数据引起的,发送端在处理采样、编码、打包等模块和接收端在处理解包、解压、播放等模块时,由于音频和视频的数据量以及编码算法各不同而引起的时间差:另一种是网络传输时延,网络传输时延是受到网络的实时传输带宽、传输距离和网络节点的处理速度等诸多因素的影响,在网络阻塞时,媒体信息不能保证以连续的。

流”数据方式传输,特别是不能保证数量巨大的视频信息的联系传输,从而引起媒体帧内和帧问的异步【31】,如图2-2所示。

图2-2网络传输时延导致的媒体内异步和媒体间异步因此,从媒体流间异步的原因来看,同步地解决主要分为:(1)发送端同步:有效地控制源节点上音视频帧的发送时间,相同时间采集的音视频帧应当同时发送。

但当网络传输时延抖动严重时,该方法难以取得较好的效果。

(2)接收端同步:目标节点设置缓冲区,消除网络传输产生的抖动,使系统能够同一19一4.3.2.2vivi编译步骤嵌入式有很多Bootloader可用,我们选择的是基于韩国mizi公司开发的vivi。

嵌入式视频图像采集和无线传输系统的设计

嵌入式视频图像采集和无线传输系统的设计

3、无线传输技术
无线传输技术是指通过无线电波将数据从一个节点传输到另一个节点的技术。 常见的无线传输技术包括WiFi、蓝牙、Zigbee等。在嵌入式系统中,通常使用 WiFi进行无线传输,因为WiFi具有传输速度快、稳定性好、覆盖范围广等优点。
三、系统设计
1、硬件设计
本次演示设计的视频采集与无线传输系统主要包括摄像头模块、嵌入式处理 器模块和WiFi模块。其中,摄像头模块用于采集视频信号;嵌入式处理器模块用 于对采集到的视频数据进行处理并传输;WiFi模块用于将传输的数据发送到目标 设备或网络。
camera.set(cv2.CAP_PROP_FRAME_HEIGHT, 480)
#初始化WiFi模块
wifi_module = wifi.create()
#连接到WiFi网络
wifi_module.connect("your_wifi_ssid", "your_wifi_password")
一、引言
嵌入式视频图像采集和无线传输系统具有广泛的应用前景,如安全监控、无 人驾驶、机器人视觉等领域。该系统不仅可以实时采集高清视频图像,还可以通 过无线方式将数据传输到指定位置,具有便携性和灵活性等特点。因此,研究嵌 入式视频图像采集和无线传输系统具有重要意义。
二、需求分析
嵌入式视频图像采集和无线传输系统的功能需求包括以下几个方面:
#持续采集视频并传输
while True:
#读取一帧视频
ret, frame = camera.read()
if not ret:
break
#处理视频帧(在此例中,仅 进行灰度化处理)
gray_frame = cv2.cvtColor(frame, cv2.COLOR_BGR2GRAY)

基于嵌入式Linux的实时视频服务器的设计

基于嵌入式Linux的实时视频服务器的设计

第28卷第4期增刊2007年4月仪器仪表学报Chinese Journal of Scientific Instr umentVol 128No 14Apr 12007基于嵌入式L inux 的实时视频服务器的设计曾凡钢,戴曙光,穆平安(上海理工大学光学与电子信息学院 上海 200093)摘 要:本文介绍了一种网络实时视频服务器的设计和实现方法。

它基于嵌入式Linux 操作系统,采用目前最新的H.264视频编码技术和R TP/R TCP 传输协议,支持视频实时采集、编码、传输。

实验表明,系统实时监测性能良好,图像解码清晰、稳定,具有很强的实用性和广阔的发展前景。

关键词:视频服务器;H.264;R TP/R TC P ;图像压缩N e w design o f real 2time video ser ver ba sed on embedded L inuxZeng Fa ngang ,Dai Shuguang ,Mu Pi ng πan(College of O ptica l a nd Electronics I nf or mation Engi nee ring ,U ni versit y of S ha nghai f orScience and Technology ,S ha nghai 200093,Chi na )Abstract :Thi s paper int roduces a new de si gn of real 2t ime video server ,which supporti ng vi deo capt uring ,en 2coding and t ransporti ng.The server i s ba sed on embedded Li nux ,and compressi ng t he vi deo by H.264enco 2di ng t echnology 2t he newest st andard published by ITU 2T 2a nd R TP/R TCP t ransporti ng protocol.The Expe ri 2ment result s show t hat t he high qualit y of compression and stabilization of t ransporti ng.K ey w or ds :vi deo server ;H.264;R TP/R TCP ;video comp re ssio n1 引 言视频监控系统是日常生产生活中的重要辅助设备,应用十分广泛。

嵌入式网络视频监控系统的设计与实现

嵌入式网络视频监控系统的设计与实现

图 2 嵌 入 式 系 统 硬 件 组 成
大容量硬盘或 U盘等。 . 4 H2 视频压缩模块实现对摄 6 像头 采集 的视频 数 据 的压 缩 与编 码 , 压缩 编码 后 的视
频数 据可 根据需 要存储 在 大 容量 硬盘 上 , 或经 过 打包
后通过以太网进行 网络传输 。 M E - 、 . 3 和 P G 4H2 等标 6
维普资讯
有线电 煞盎
里。
系统设计与 设备
cm r gt i ue : a e _e p t O ̄ a —cr f cO Jot 函数取得 图 i l
像的相关信息 , 并且存放到 v e iue i op t 结构里。 d cr c mea g a i t : a r_ rb n 0 用于初始化采集窗I 、 i S 颜色模 l

式 、 状态 。 帧
cam erg0 用来抓取 图像 , 采用 m a mp
方 式, 接将 设 备 文 件 /e/ie0映 射 到 内存 , 速 直 dvvdo 加 文件 I0操作 , 可 以使 多个 线程 共 享数 据 。 / 还
cam era
_
c s0 用来关闭设备文件 。 le: o
准相 比, 2 4标 准压 缩 比更高 , 省存 储 空 间 , H. 6 节 图像
质量更好 , 尤其适合在低带宽 、 丢包率高 、 干扰严重等
条 件下传 输视 频 , 并能 保持 图像 的质 量 。
4 中心控制部分嵌入式 系统 软件 的
设计 与 实 现
41 系统 的选 用和摄 像 头视 频 采集模块 . 系统 软 件平 台选 用 嵌 入 式 Lnx操 作 系 统 是 由 iu 于 它具 有 内核小 、 效率 高 、 支持 多任 务 、 多线 程 、 源码 开放、 内核直 接提 供 网络 支持 等 优点 。嵌入 式系 统 的 硬 件资源 有 限 ,需 针 对具 体 的应 用通 过 配 置 内核 、 裁 减 sel hl和嵌 入 式 C库 来 对 Ln x系统 进 行 定 制 , iu 使 整 个系统 能存 放 于容量 较小 的 Fah中 。iu l s Lnx的动 态 模 块 加 载 机 制 , Ln x的裁 减 极 为 方 便 , 度 模 块 使 i u 高 化 的部 件 使其 添 加非 常 容 易【 ” 。在嵌 入 式 Lnx的 开 iu 发环境 搭 建好 之 后 , 先要 安 装 与驱 动 U B摄像 头 , 首 S 并 加 入 VdoLn x的 支 持 。本 系统 选 用 内置 Lnx ie4 iu iu 内核 公开 支 持 的 O 5 1芯 片 的摄 像 头 。之 后 ,使 用 V1 Vd0Ln xLn x中关 于视频 设 备 的内 核驱动 ) 供 ie4 i (iu u 提 的 A I函数 集 来 编 写视 频 采 集 程 序 阁,主要 是 针 对 P ‘ Lnx系统 中 的 设 备 文 件 / e/ieO编 写 视 频 采 集 iu dvvdo

基于嵌入式linux的视频图像采集

基于嵌入式linux的视频图像采集

基于嵌入式linux的视频图像采集[摘要] 本文主要介绍在linux操作系统、arm xsbase270平台上,利用linux内核中已经植入video4linux函数库的数据结构和api函数,通过ov511摄像头实现视频采集的方案,本方案采用qt designer为开发环境,以效率较高的mmap(内存映射)方式截取视频;可保存单张的图片,也可保存为视频。

[关键词] 视频采集 video4linux 嵌入式linux mmap一、引言随着多媒体和通信技术的发展,越来越多的人希望能够直接通过屏幕,看到所要监控的信息。

如:视频监控、webcam、视频会议和可视电话,摄像机等。

嵌入式系统的发展越来越集成化,功能也越来越强大。

本文论述的是基于嵌入式linux系统的视频采集模块的设计与实现。

由于linux对视频的支持是通过video4linux提供的。

并且red hat9.0内核中已经包含了video4linux软件包,所以利用video4linux编程接口就可以在xscale270平台实现对ov511 usb 摄像头图像数据的采集;使用qt进行界面设计,同时对需要的图像进行保存。

最终通过交叉编译连接,生成在arm平台上运行的程序。

作为大学生创新项目,通过相关的开发与研究,可以熟练地掌握嵌入式系统的开发流程,以及对其中涉及到的相关技术有较为深入的理解。

二、系统内核的定制在linux系统下对摄像头的支持是通过内核中video4linux模块的加载来实现的,而该模块的加载可以是静态加载也可以是动态加载。

1.静态加载这种加载方式使视频支持模块嵌在新生成的内核中;虽然会使内核的尺寸变大,但系统运行可靠。

其基本流程是:(1)运行make menuconfig或make xconfig;(2)选择multimedia device->下的video for linux(选为*号标示;这个选项的目的是加载video4linux模块,为视频采集设备提供了编程接口);(3)在usb support->目录下,选择support for usb和 usb camera ov511 support(同样选为*号标示;这使在内核中加入了对ov511接口芯片的usb数字摄像头的驱动支持);(4)保存配置并退出;(5)make dep;make zimage此时在/tftpboot下就生成了带有ov511驱动的内核。

基于嵌入式Linux的视频采集与传输系统研究

基于嵌入式Linux的视频采集与传输系统研究

¥ C 40采 用 1 乐供 电 , 高 主 频 可 达 2 3M z适 合 32 1 . V电 8 最 0 H ,
面向高性价比 、 低功耗的应用场合。 系统使Ⅲ 的是 中星微公司的 U B摄像头 ,其主芯片为中星 S 微 Z 0 0 b 通过连接到平 台 U B主口来实现图像采集。该摄像 C 33 , S 头的C O M S同像传感 器为 M 0 6 。尽管 C S罔像传感 器在成 130 MO
测试结果。
关 键 词 : 入 式 Ln x 视 频 采 集 与 传 输 系统 ;o k tV d o Ln x 嵌 iu ; sc e ; i 4 iu e
中 图分 类号 :P l. T 3 1 5
文献 标 识 码 : A
随 着 通 信 技 术 和计 算 机 技 术 的 发 展 , 视 会 议 、 视 电 话 、 电 可 远 程 监 控 、 能 交 通 、 能小 区等 以信 息 采 集 、 理 、 输 为 核 心 智 智 处 传
网 口下载 到 目标平 台上 运 行 , 过主 机 终 端 打 印调 试 信 息 。文件 通
系统 存储 了系 统 配 置 文 件 、 备 驱 动 程 序 和 开 发 的 应 J 程 序 等 。 设 【 } j
其中 , S U B摄像头 的驱动和图像 的以太网传输是重点 。
21 视 频 设 备 驱 动模 块 .
¥ C 40处 理 器 , 32 1 它是 基于 A M90 R 2T内 核 的 1 位 /2 R S 6 3 位 IC结 构 。这款 芯 片集 成 了 以下 部件 : MMU、外 部 存储 器控 制 器 、 A D N N F A H控 制 器 、C LS L D控制 器 、 S U B主 口以 及 U R 从 A T通道 等 。

基于ARM和Linux的网络视频采集传输方案的设计和实现

基于ARM和Linux的网络视频采集传输方案的设计和实现

基于ARM和Linux的网络视频采集传输方案的设计和实现刘宇;车进【摘要】针对现有的视频采集设备占用较多空间,而且需要使用专用资源的情况,设计了一个基于嵌入式的网络视频采集传输方案.该方案采用ARM11为核心处理器,嵌入式Linux为软件平台,搭建嵌入式平台.将视频服务器MJPG-streamer移植到该嵌入式平台,实现图像的采集、压缩和传输,使用者可在Web浏览器中观察到远端的实时视频画面.实验结果表明,该方法能够很好地采集、处理和发送视频,实现远程观察实时的视频画面,且设备占用空间较小.【期刊名称】《宁夏工程技术》【年(卷),期】2014(013)001【总页数】4页(P30-32,36)【关键词】嵌入式系统;Linux;MJPG-streamer;视频图像采集【作者】刘宇;车进【作者单位】宁夏大学物理电气信息学院,宁夏银川 750021;宁夏大学物理电气信息学院,宁夏银川 750021【正文语种】中文【中图分类】TN919.8;TP368.1在日常生活中,视频采集的应用场合很多,诸如门禁、安防、远程视频会议等.现有的视频采集设备,模块较多,在使用中要占用很多空间.因此,本文提出了一种基于B/S结构的嵌入式Linux的网络视频采集传输方案,该方案取代了以前占用空间较多的视频采集设备,而将图像采集、图像的压缩和编码以及网络传输集成到一个体积小、占用资源少的嵌入式系统中,通过远端的浏览器观察视频画面.1 总体设计本方案采用飞凌嵌入式公司出品的ARM11开发板TE6410作为硬件平台,Linux 操作系统作为软件平台,通过USB摄像头采集图像,然后利用MJPG-streamer 视频流服务器及其相关插件获取、处理图像[1],并通过网络发送到用户平台,用户可以通过浏览器查看视频.方案整体结构见图1.图1 方案整体结构图2 方案硬件设计本方案主要采用ARM11开发板TE6410、USB摄像头和一台计算机.TE6410开发板搭载了三星公司出品的s3c6410核心板,主频高达533MHz,配有256 MB的DDR内存和4GB的NAND FLASH.TE6410开发板有3个串口,一个LCD扩展口,一个100 M网口.它标配的USB Host插口和USB Slave插口均为2.0标准,采用8位拨码开关选择不同的启动方式.外部扩展端口包括一个SD卡槽,一个Wi-Fi扩展接口,以及摄像头接口和J-TAG接口等.USB摄像头采用罗技公司的C270网络摄像头.采用一台运行Ubuntu12.10操作系统的计算机作为用户平台.方案硬件结构见图2.图2 方案硬件结构图3 方案软件设计本方案软件设计主要包括U-Boot,Linux内核,rootfs.yaffs2,MJPG-streamer 软件的修改和移植[2].方案软件框图见图3.U-Boot是在操作系统运行之前运行的一段小程序,用来完成硬件设备的初始化,从而将系统软硬件环境带到合适状态,为最终调用操作系统做好准备.编译好的U-Boot可以在TE6410开发板附带的光盘里找到.Linux内核采用3.0.1版本,该版本的内核包含USB摄像头的驱动和V4L2驱动框架[3].当内核烧写到开发板中,插上USB摄像头便自动识别.本方案采用rootfs.yaffs2作为TE6410的文件系统.rootfs.yaffs2是一个专门为NAND FLASH存储器设计的嵌入式文件系统,适用于大容量的存储设备,而且它是开源软件,所以采用rootfs.yaffs2作为文件系统[4].MJPG-streamer是一个开源项目,通过支持Linux-UVC的网络摄像头采集JPEG 图像,并且将采集到的图像流式传输成为M-JPEG视频流,通过网络传输给浏览器.它是一个可移植的Linux-UVC流媒体应用.之前,国外的嵌入式爱好者将MJPG-streamer项目移植到了Mini2440平台,并设立了一个名为mjpg-streamer-mini2440的开源项目.基于TE6410开发板,笔者在mjpg-streamer-mini2440开源项目的基础上进行拓展,使之能够移植到TE6410开发板上正常使用.图3 方案软件框图3.1 交叉开发环境的搭建TE6410开发板采用U-Boot作为引导程序、嵌入式Linux系统镜像(版本号为3.0.1)和rootfs.yaffs2文件系统.将这3个文件从开发板附带的光盘里复制到SD 卡中,SD卡插入开发板的SD卡槽,开发板设置为SD卡启动模式,启动开发板一键安装嵌入式Linux系统.交叉开发环境需要Linux桌面系统,选用Ubuntu12.10.首先在计算机安装VMware8.0虚拟机,在虚拟机中安装Ubuntu12.10;再在Uubuntu12.10中安装交叉编译工具链Arm-Linux-Gcc-4.3.2;之后使用VMware8.0自带的VMware-Tools实现虚拟机和主机的文件共享;最后将虚拟机设置为桥接方式使之能够上网,并将虚拟机和开发板设为同一网段后使用ping命令将虚拟机和开发板连通.3.2 MJPG-streamer移植过程将MJPG-streamer视频流服务器移植到TE6410开发板上运行,从而实现图像采集和网络传输,具体移植过程如下:(1)下载mjpg-streamer-mini2440项目源代码:mjpg-streamer-mini2440-read only,并放在ubuntu的一个文件夹中(比如/mnt/webcamera文件夹). (2)进入 webcamera文件夹中,用 VI编辑start_uvc_yuv.sh 的内容[5]:执行以下命令进行编译链接并打包[6]:在当前目录下会生成mjpg-streamermini2440-bin.tar.gz.经过以上步骤,已将参数配置成适合TE6410开发板和USB摄像头的环境,将它复制到SD卡中.(4)在TE6410开发板上安装MJPG-streamer.将SD卡插入开发板的SD卡槽里,在开发板的终端输入以下命令安装MJPG-streamer:3.3 M-JPEG压缩算法研究与实现M-JPEG视频编码格式,把运动的视频序列当作连续的静止图像来处理,该压缩方式单独完整地压缩每一帧,在编辑的过程中可随机存储每一帧,可进行精确到帧的编辑.其主要特点是基本不考虑视频流中不同帧之间的变化,只单独对某一帧进行压缩.M-JPEG单帧压缩算法为JPEG算法,即把一幅图像分成8×8的方阵之后进行离散余弦变换(DCT).离散余弦变换是将光强数据转换成频率数据,从而得知强度变化情况.因为人类视觉系统对图像的低频成分比对高频成分有更高的敏感度,因此如果对图像的高频成分进行量化,再还原成光强数据,尽管与原图像有些差异,但人眼难以分辨[7].JPEG压缩是有损压缩,损失的部分是人类视觉不容易觉察到的高频成分,节省大量需要处理的数据信息.以下就是JPEG所使用的二维DCT公式式中:f(i,j)为像素值,F(u,v)为变换系数,u,v为系数下标.在压缩时,将原始图像分成很多个8×8像素的图像数据块.之后,通过零均值化,将每个字节的值从0~255转为-128~+127,并以此作为离散余弦正变换FDCT(Forward DCT)的输入.FDCT将每个数据块的值换为64个DCT系数,第1个系数称为直流系数,而其余63个系数则称为交流系数.在解压缩时,经逆向IDCT(Inverse DCT)将64个DCT系数还原为8×8像素的数据块,然后组成完整图像[8].4 方案测试USB摄像头插入开发板的USB Host端口,开发板上电.首先,在超级终端下进入TE6410开发板,使用ping命令将虚拟机和开发板连通.之后,启动开发板上的服务器端.此时,MJPG-streamer启动,并且其输入组件通过USB摄像头采集JPEG 格式的图像,保存到内存中;网络服务器输出组件能够从内存中获取JPEG格式的图像,并将图像流式传输成为M-JPEG视频流,通过网络服务器发送给计算机.在虚拟机的Web浏览器中输入开发板IP地址发出访问请求,服务器收到访问请求后与客户端建立连接并将视频数据发送到客户端监听端口,用户可以在虚拟机的Web浏览器中观察到实时的视频画面.测试在Ubuntu12.10操作系统下完成,采集原始图像的格式为YUYV,分辨率为640×480,转换成JPEG格式图片的压缩率为0.8∶1.在此测试环境中,视频画面清晰、流畅,实时性好.本方案的测试对照结果见图4,图4a是开发板的液晶屏上显示的YUYV格式图像,图4b是用户平台的Web浏览器中显示的JPEG格式图像.图4 方案的测试对照结果5 结语本方案使用支持Linux-UVC的USB摄像头采集图像,采用飞凌公司出品的ARM11开发板TE6410和嵌入式Linux操作系统处理图像,通过移植MJPG-streamer视频流服务器,实现基于网络的视频采集传输.本方案是一种结构紧凑、占用空间很小的网络视频采集传输方案,不仅USB摄像头非常容易获得,而且充分利用现有的网络资源,不必使用额外的设备或资源.本嵌入式视频采集传输方案将在视频会议、交通监控等方面有很好的应用前景.参考文献:【相关文献】[1]杨宏,张志文.基于Web的嵌入式远程监控系统的研究与实现[J].计算机与数字工程,2012(10):70-72.[2]冯兴乐,王建建,张哲,等.基于嵌入式Linux的无线图像传输在车联网的应用[J].电视技术,2012(21):156-159.[3]于艳萍,朱晓智,王中训.基于ARM9和USB摄像头的网络视频采集系统设计[J].现代电子技术,2011(24):49-51.[4]陈毅辉,王存堂,钱帅杰,等.模糊智能控制在卷绕系统中的应用[J].机械设计与制造,2006(7):146-148.[5]庄严,王骁,汤建敏.嵌入式C/C++系统工程师实训教程[M].北京:清华大学出版社,2011.[6]韦东山.嵌入式Linux应用开发完全手册[M].北京:人民邮电出版社,2009.[7]祝宁,叶念渝.JPEG图像文件格式的分析及应用[J].电脑与信息技术,1999(3):21-24.[8]许刚,廖斌,李承毅.JPEG图像文件格式分析[J].计算机系统应用,1998(10):37-39.。

基于ARM11的视频采集与编码系统的设计

基于ARM11的视频采集与编码系统的设计

基于ARM11的视频采集与编码系统的设计摘要:基于嵌入式技术的无线视频监控以其灵活性、高集成性、便捷性等诸多优点必将取代传统的有线视频监控。

针对目前视频监控的实际需求,结合嵌入式技术、图像处理技术,设计并实现了一种可靠性高、成本低的嵌入式视频采集及编码系统。

它是视频监控的前端,是无线视频监控系统的一个子系统。

系统选用S3C6410微处理器作为核心板的控制器,采用USB接口的摄像头进行采集,利用S3C6410的硬件编解码模块进行H.264编码。

根据系统的功能要求,开发了zc301摄像头和MFC的设备驱动程序,并采用内存映射方式和双缓冲思想编写了基于V4L的视频采集程序。

探讨了H.264的编码特性和码流结构,利用MFC驱动中的API函数,开发了基于H.264算法的视频编码程序。

测试表明,设计的系统视频采集效率高、图像连续性好、运行稳定。

关键词:嵌入式系统;ARM11;S3C6410;视频采集;视频编码;H.264ABSTRACT:In the future, Wireless video monitoring system based on embedded technology, with many advantages such as flexibility, integration, convenience and so on, will replace existing wired video monitoring system inevitably. Aiming at actual demand of present video monitoring, this paper designs and realizes a reliable and cheap embedded video capturing and compression system, with the combination of embedded technology and image processing technology. This system is the front end of video monitoring and a subsystem of wireless video monitoring system. This system chooses S3C6410 as the kernel board's controller uses the camera with USB interface to capture pictures and encodes the video data using the codec of S3C6410. According to functional requirements of the system, device drivers of MFC and zc301 camera are developed, and video capturing application based on V4L using Memory Mapping and the idea of the double buffer are also developed. After a brief study on the feature and stream structure of H.264, video encoding application based on H.264 with the MFC driver’s API is completed. The test shows that this system has a high efficiency to capture video data, has good continuity for pictures and can run stably.KEY WORD:Embedded system; ARM11; S3C6410; Video capturing; Video encoding; H.264引言视频具有表达客观事物直观、生动、形象,信息丰富等优点,它在各行各业的应用日益受到人们的关注。

视频监控系统设计与实现

视频监控系统设计与实现

视频监控系统设计与实现随着科技的不断发展,视频监控系统已经成为社会安全不可或缺的一部分。

本文将探讨视频监控系统的设计与实现。

一、需求分析在开始设计视频监控系统之前,首先要明确系统的需求。

这包括需要监控的区域、监控的精度、监控的时间、监控的数据存储和处理方式等。

例如,对于一个城市级的视频监控系统,可能需要监控的区域包括街道、公共场所、交通枢纽等,监控的精度可能需要达到厘米级,监控的时间可能需要全天候,监控的数据存储和处理方式可能需要分布式的服务器集群和高效的图像处理算法。

二、系统架构设计根据需求分析,可以设计出系统的架构。

一个典型的视频监控系统架构包括前端设备、传输网络、后端设备和存储与处理系统。

1、前端设备:包括摄像头、云台、传感器等设备,负责采集监控区域的图像和数据。

2、传输网络:负责将前端设备采集的数据传输到后端设备。

这可以通过有线或无线的方式实现。

3、后端设备:包括视频监控平台、存储设备、处理设备等,负责存储和处理传输过来的数据。

4、存储与处理系统:负责将传输过来的数据进行存储和处理。

这需要设计合理的存储架构和高效的图像处理算法。

三、关键技术实现在系统架构设计的基础上,需要实现一些关键技术。

这包括高清图像采集技术、实时传输技术、智能分析技术等。

1、高清图像采集技术:高清摄像头能够采集高清晰度的图像,为后端设备提供更准确的数据。

2、实时传输技术:通过高速数据传输协议,能够将采集的数据实时传输到后端设备,保证数据的实时性。

3、智能分析技术:通过高效的图像处理算法,能够实现对监控图像的智能分析,如人脸识别、行为识别等,提高监控的智能化水平。

四、系统实现与测试在完成系统架构设计和关键技术实现后,需要进行系统的实现和测试。

这包括将设计转化为实际的代码、测试系统的性能和稳定性等。

1、系统实现:将设计转化为实际的代码需要选择合适的编程语言和开发工具,按照设计的架构和模块进行开发。

同时需要注意代码的可读性和可维护性,保证代码的质量。

基于嵌入式μCLinux的网络视频监控系统的设计与实现

基于嵌入式μCLinux的网络视频监控系统的设计与实现

2 视 频 监控 系统 的硬 件 设 计 本视 频 监 控 系 统 的 硬 件 部 分 由摄像 头 、 台控 制 器 、 入 式 云 嵌 微处理器 、 频数据采集 芯片 、 频压 缩编码芯片 、 视 视 以太 网 控 制
芯片 、 数据 缓 冲存储 器 、 l h R F s OM、AM、 时时钟 芯片 以及 a R 实
o E n mb dd d  ̄CLn x e e iu
王 涛 郭麦成 ( 长江大学计算机科学学院, 湖北 荆州 4 42 ) 30 3
周 浩 ( 中国地质大学资源信息 系统研究所, 湖北 武汉 4 0 7 ) 30 4
摘 要 介 绍 了一 种 嵌 入 式 网络 视 频 监 控 系统 , 细 阐 述 了 系统 的 总体 结 构 和 特 点 、 件 的基 本 框 架 及 各 部 分 的功 能 、 件 的 详 硬 软
维普资讯
《 工业控制计算机}0 6年 1 20 9卷第 8期
2 1
基于嵌人式 i n x  ̄ L 的网络视频监控系统的设计与实现 Ci u
De in a d e l ain o t r ie nt r g S se sg n R ai t fNewo k Vd o Mo i i y tm B s d z o o n a e
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图 2 硬件 结 构 示 意 图
美国 V e w b公司 生产 的 V 0 0芯片 。V 0 0负 责从缓 存 W2 1 W2 1

图 1 系统 总 体 框 图

. . . . L
FF I O1中读 出 Y V 格 式 的 视 频 数 据 , 进 行 MP G4格 式 的 压 U E 缩 ,然 后 通 过 数 据 总 线 将 数 据 存 储 到 另 一 片 缓 存 FF IO2中 , 由 S C4 1 B读 出后 进 行 处 理 。 3 5O

基于嵌入式Linux视频图像采集系统的设计与实现

基于嵌入式Linux视频图像采集系统的设计与实现
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20 0 8年第 7期
福 建 电

13 5
基 于嵌入式 Ln x iu 视频 图像采集 系统 的设计与 实现
许 明流 ,邓 王 国 ,刘 智 勇
( 邑大 学 34信 箱 广 东 江 f 2 0 0) 五 0 1 92 5 【 摘 要 J 利 用 AR 技 术 设 计 和 实现 了一种 基 于 嵌入 式 Lnx的视 频 采 集 系统 。 该 系统 通 过 U B摄 像 头 采 集视 频 图 : M iu S 像 , 用 Lnx的 Vdo 调 iu ie4接 口模 块进行视频截取和数 字化处理 , 用嵌入式 Q 使 T完成 图形界面的开发。系统测试结果表 明: 该
对 L n x经过 小 型 化 裁 减 后 .能 够 固化 在 容 量 只有 几 百 K字 节 iu
( h e; coys I o f ue- lfr n x gn r — + e oyseh e ). ni r pa om l u— eei g + c / c g t i c

或 几 兆 字 节 的储 存 器 芯 片 中 . 于 特 定 嵌入 式场 合 的 专用 Ln x 用 iu
无 线 系统 等 各类 产 品 市 场 . 于 A M 技 术 的 微处 理 器 应 用 占据 用 第 ~ 种 方 式 所 用 S C 4 0 基 R B 2 1 X开 发 板 的 U B主控 器 驱 动 程序 S 了 3 位 RS 2 IC微 处 理 器 7 % 以上 的 市 场 份 额 . R 技 术 正 在 逐 模 块 为 U B O C —s C 4 0 在 Ln x 要 采 集 视 频类 数 据 . O A M S — H I 321 。 i 下 u 还
操 作 系 统

基于嵌入式ARM9-Linux网络视频监控系统的设计与实现

基于嵌入式ARM9-Linux网络视频监控系统的设计与实现
远 视 频 监 删 端
进行 配 置 , 编译 出镜 像 烧 写 到 ¥ C 4 0嵌 人 3 24 式平 台上 , 入 U B摄 像 头 , 示 以下 一些 信息 : 插 S 提
u b 1—1 2: n w u ls e d USB d vc sn s . e fl p e e ieu ig s c 41 —o c n d r s 5 3 2 0 。 h ia d a d e s i p t S t r B 2. me a a /ca s n t n u : a u US 0 Ca r . s ls/i pu/ n
户程 序 中 使 用 ic ot l函数 控 制 设 备 的 IO 通 道 。 / 用 Oe p n(” d v v eO” v  ̄d)打 开 视 频 , / e/ i o , d f d 用 Coe ” d v v e0 , dt ) 闭 视 频 设 备 。在 ls( / e/ i o ” v ed 关 d f
现场 视频 采 集 采 用 U B接 口 的任 意 型号 高 S 清 摄 像 头 , 理 器 采 用 内 核 操 作 频 率 Fl: 处 c k
40 0 MHz H l: 3 MH , c :8 , c 16 z P l 6 MHz的 ¥ C 4 0 k k 3 24
广泛 、 功能简单 、 形式单一 、 应用 软件普及率低等
[ ] S C ae e cms G P A bsdw b a 一一 一>
协 议栈 的移 植 。用 户层 即应 用 软 件 , U B摄像 当 S
头 驱 动加 载之 后 , 频采 集 模 块 采 集 摄 像 头 的视 视 频 数 据 , 后通 过 网络 传 送 到 客 户 端 。系 统 的整 然 体 软 件架 构如 图 2所示 。

基于嵌入式uCLinux的网络视频监控系统的设计与实现

基于嵌入式uCLinux的网络视频监控系统的设计与实现

拟视 频 数 据 并 进 行模 数 转 换 ,然 后将 处 理 后 的 数 字 化 视频 数 据 存 人
FF 1 I O 单元中。视频数据压缩部分 以 MP G E 4压缩 芯片为核心 ,MP G E 4压
(.i mu D pr n n, a gz U i ri ,i Z o Hu e 3 0 3 l 2C r 1Lt lm c ab e t n t nv st J g h u B i 4 2 , i  ̄ Y e e y n 4 CI 唱 .o — n
缩 芯片采用 的是美 国 V e 公司生产的 V 0 0 wb W2 1 芯片。V 0 0 W2 1 负责从缓存 F F 中读 出 Y V格 式的视频数据 ,进行 M E 4 IO1 U P G 格式 的压缩 ,然后通过 数据总线将 数据存储到另一 片缓存 F F 2中,由 ¥ C 5 0 IO 3 4 1 B读 出后进 行处
B s do a e n Emb d e C1n x e d du 3 u
Z HAN Z iXi 。 AN a 2 G h — n1 W GT o
视频 采 集压 缩 模块 由 视频 数 据采 集 和视 频 数据 压缩 两 部 分组 成 。 本系统 处理的图像为 V A格式 ,视频数据采集部分选用美国 O nv i 公 G m it n io 司的彩色数字 图像 传感 器 O 7 2 作为核心 ,负责采集摄像 机发送来的模 V 60
展趋 势 ,广 泛应用 于交通 监控 、医院 病房监 护 、银 行安 全监控 、家居安
全监 控 、视 频会议 和视频 点播等 诸多 领域 ,网络视 频监控 必将成 为未来 视频 监控 设备 的发 展方 向 。 系统 总体 结构

云台控制器上 面有标准 R 2 2 口,可 用于直接连接 P S3 接 C机 ,由P C 机控制 云台 。本系统 的云 台控制 器连接 到数字视 频服 务器 的串 口上 。由

基于嵌入式Linux的数据采集驱动程序的设计与实现

基于嵌入式Linux的数据采集驱动程序的设计与实现
( c o l fC mp t rS in e a d Te h oo y h n o g Un v r iy o c n l g S h o o u e ce c n c n l g ,S a d n i e st fTe h o o y,Z b 5 0 9 C i a o io 2 5 4 , h n )
关键 词 : 入 式 Ln x 嵌 iu ;数据 采 集卡 ;驱 动程序 ; C 1 4 P /0 中图分类 号 :T 3 8 1 P 6 . 文献标识 码 :A
De i n a d i plm e a i n o he drv r pr g a s g n m e nt to f t i e o r m
Ke r s mb d e i u  ̄d t c u st n mo ue e ied ie ;PC 1 4 ywo d :e e d d L n x a aa q iii d l ;d vc rv r o / 0
嵌入 式 系统强 调 软件 和硬 件 的协 同性 、 合 性 整 和 可裁剪 性 , 以满 足 系统 对 功 能 、 成本 、 积及 功 耗 体 等方 面 的要求L . 1 通常 , ] 嵌入 式系统 要求 嵌入 式操 作 系统具有 更高 的可靠 性和 实时性 . C 1 4是与 P / P /0 C
f r d t c u st n i m b d e n x 0 a a a q i io n e e d d Li u ZHENG e — u W n y ,CHEN u — u ,W U h— o g,Z J nh a Z i n y HAO i Le ,YU a Xio
( 山东 理工 大学 计算 机科 学与技 术 学院 ,山东 淄博 2 5 4 n x下设备 驱 动程序 的 一般 结构 , 自行构 建 的基于 P / 0 分 iu 在 C 1 4总线 的嵌入

基于嵌入式Linux视频监控传输系统的设计与实现

基于嵌入式Linux视频监控传输系统的设计与实现

基于嵌入式Linux视频监控传输系统的设计与实现摘要: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 tms320dm6467 tvp5158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。

基于Gstreamer的视频采集编码与传输系统的设计

基于Gstreamer的视频采集编码与传输系统的设计

第29卷第2期 2021年4月Vol.29 No.2Apr. 2021电脑与信息技术Computer and Information Technology文章编号:1005-1228(2021)02-0034-06基于Gstreamer 的视频采集编码与传输系统的设计张 雷,崔雪峰(沈阳航空航天大学 电子信息工程学院,辽宁 沈阳 110136)摘 要:为了降低视频传输过程中的延时。

系统从HD-SDI 摄像头采集格式为YUYV 的原始视频数据,一路经过NVIDIA 嵌入式平台Jetson TX2上HEVC 硬件编码、RTP 传输。

另一路作为预留接口,让Gstreamer 与其他应用程序进行交互。

在PC 端使用相同的视频数据进行软件编码。

结果表明,当压缩比一样的情况下,此系统中的HEVC 硬件编码器比软件编码器的编码速率快2个数量级,PSNR 高6dB。

从客户端接收显示的画面可以看到,系统实现了实时传输并且在4K 分辨率的时候依然可以正常进行实时观看。

关键词:Gstreamer;Jetson TX2;超高清视频编码;实时传输协议中图分类号:TN919.8,TP393 文献标识码:ADesign of Video Capture Coding and Transmission System Based on GstreamerZHANG Lei,CUI Xue-feng(Shenyang Aerospace University,School of Electronic Information Engineering, Shenyang 110136, China)Abstract:To reduce the delay in video transmission.The system collects the original video data in the format of YUYV from the HD-SDI camera, and all the way through HEVC hardware coding and RTP transmission on NVIDIA embedded platform Jetson TX2. The other is a reserved interface that lets Gstreamer interact with other applications. The same video data is used for software coding on PC. The results show that when the compression ratio is the same, the coding rate of the hardware encoder in this system is two orders of magnitude faster than that of the software encoder, and the PSNR is 6dB higher.As can be seen from the screen received from the client, the system realizes real-time transmission and can still watch in real time at 4K resolution.Key words: Gstreamer; Jetson TX2; HEVC encoder; RTP收稿日期:2020-09-04作者简介:张雷(1972-),男,副教授,博士,主要研究方向:图像压缩技术;(通讯作者)崔雪峰(1995-),男,硕士研究生,主要研究方向:图像处理。

基于ZYNQ7000 Linux的数据采集系统设计和实现

基于ZYNQ7000 Linux的数据采集系统设计和实现

基于ZYNQ7000 Linux的数据采集系统设计和实现作者:孙国萃杜军冯祥虎肖世伟杨美娜来源:《现代信息科技》2022年第04期摘要:针对传统平台传输信号慢、开发过程复杂的特点,对信号的传输采集系统做了相关研究,设计了一种基于ZYNQ-7000和AD(AD9226)架构的嵌入式数据采集的实现方案,以ZYNQ-7000为数字信号处理平台,搭配AD转换芯片,在Linux操作系统下利用AXI-DMA 方式实现信号的高速采集。

该设计数据传输速率快,开发前景好,且具有小型化、高集成度的特點,为后续进一步的数据处理提供了前提。

关键词:ZYNQ-7000;Linux操作系统;AD转换;AXI-DMA传输中图分类号:TN919.5 文献标识码:A文章编号:2096-4706(2022)04-0085-04Design and Implementation of Data Acquisition System Based on ZYNQ7000 LinuxSUN Guocui, DU Jun, FENG Xianghu, XIAO Shiwei, YANG Meina(School of Computer Science and Information Engineering, Harbin Normal University,Harbin 150025, China)Abstract: In view of the characteristics of slow signal transmission and complex development process of traditional platform, the signal transmission and acquisition system is studied, and an implementation scheme of embedded data acquisition based on ZYNQ-7000 and AD (AD9226)architecture is designed. Taking ZYNQ-7000 as the digital signal processing platform, combinedwith AD conversion chip, the high-speed signal acquisition is realized in AXI-DMA ways under Linux operating system. The design has the characteristics of fast data transmission rate, good development prospect, miniaturization and high integration, which provides a premise for further data processing.Keywords: ZYNQ-7000; Linux operating system; AD conversion; AXI-DMA transmission0 引言数据的发射采集和处理在通信工程领域中起到至关重要的作用,随着科学技术的发展,传统的硬件平台已经无法适应多频段、多模式的信号处理。

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分类号密级重庆邮电大学硕士学位论文论文题目基于嵌入式Linux的视频采集编码发送模块的设计与实现英文题目The Design and Realization ofVideo Capturing and Encoding and TransitingModule Based on Embedded Linux硕士研究生指导教师学科专业电子与通信工程论文提交日期年月日论文答辩日期年月日论文评阅人答辩委员会主席年月日独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。

据我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得重庆邮电大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。

与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。

学位论文作者签名:签字日期:年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解重庆邮电大学有关保留、使用学位论文的规定,有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘,允许论文被查阅和借阅。

本人授权重庆邮电大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。

(保密的学位论文在解密后适用本授权书)学位论文作者签名:导师签名:签字日期:年月日签字日期:年月日重庆邮电大学硕士论文摘要摘要随着人们对安全要求的不断提高、嵌入式微处理器和多媒体压缩技术以及无线传输技术的快速发展,无线实时视频监控系统得到了快熟的发展与应用。

本文基于DM6467平台,使用TVP5158芯片实现多路视频复合采集,经过解复用后,远程调用DSP端H.264编码器完成视频流的实时编码,最后利用RTP协议封装视频数据并通过MF210无线模块实现视频的无线传输。

论文最终设计实现了一种应用在无线实时视频监控系统中的多路视频采集编码发送方案。

论文首先研究了应用在无线视频监控系统中的关键的技术,包括DaVinci技术、V4L2视频采集驱动规范、H.264编码算法以及RTP流媒体实时传输协议和WCDMA技术等。

随后分析了模块的功能需求,并根据需求分析设计了视频采集编码发送模块的总体架构。

接下来论文研究了DaVinci开发平台的硬件和软件开发环境,并根据开发需求完成嵌入式开发环境搭建,主要工作包括嵌入式Linux服务器搭建、开发工作站配置、嵌入式Linux内核移植等。

在以上基础上,完成视频采集、视频编码、视频发送三个子模块具体的设计与实现。

分别在视频采集子模块中,设计与实现基于V4L2采集驱动规范的多路视频的复合采集;在视频编码子模块中,设计与实现基于Codec Engine机制的H.264编码,主要工作包括H.264编码器的构建和编码应用程序的实现。

在构建H.264编码器过程中主要完成X.264编码算法的xDM封装、Codec Server生成、Codec Engine 引擎配置等,在编码应用程序中,通过调用H.264编码器的VISA API接口,实现采集的视频数据的实时编码;在视频发送子模块中,先构建WCDMA网络的传输链路,主要工作是完成MF210驱动移植、PPP移植与PPP拨号实现,然后在应用层利用RTP(实时传输协议)封装编码后的NAUL数据,最后创建socket,将打包而成RTP数据包发送到wcdma网络中。

在测试阶段,通过对系统的整体测试,验证了课题成功完成了模块设计的预期目标。

关键字:视频采集编码发送模块;Davinci,V4L2,H264,xDM,WCDMAI重庆邮电大学硕士论文AbstractAbstractWith the constant improvement of the people to safety requirements, the embedded microcontroller processor and multimedia compression technology and the rapid development of wireless transmission technology, wireless real-time video monitoring system for the development and application of cook. DM6467 based platform, this paper use TVP5158 chip to realize the collection of multi-channel video composite, after solution reuse, remote call DSP end of h. 264 encoder complete video streaming real-time encoding, finally using RTP protocol encapsulation video data and realize the wireless transmission of video by MF210 wireless module. Final design thesis implements a application in wireless real-time video monitoring system of multi-channel video acquisition coding send package.Paper first studied the application of key technology in wireless video monitoring system, including the DaVinci technology, V4L2 video acquisition drive standard, h. 264 encoding algorithm and RTP streaming media real-time transmission protocol and WCDMA technology, etc. Then analyzed the module function demand, and according to the demand analysis and design the overall architecture of the encoding video collection is sending module. The paper studied the DaVinci development platform of hardware and software development environment, and according to the development needs to complete embedded development environment set up, the main work includes embedded Linux server set up, develop the workstation configuration, embedded Linux kernel transplantation, etc.On the basis of above, complete the video acquisition, video coding, video sent three child module detailed design and implementation. In video acquisition module, the design and implementation based on V4L2 acquisition drive specification composite of multi-channel video acquisition; In video coding module, the design and implementation based on the Codec Engine mechanism of h. 264 coding, the main work including h. 264 encoder the implementation of the construction and coding applications. In construction of h. 264 encoder mainly completed in the process of x. 264 encoding algorithm of xDM encapsulation, Codec Server generate, Codec Engine Engine configuration, etc., in coding the application by calling the h. 264 encoder VISA API interface, realize the acquisition of video data real time coding; In video send sub module, transmission link of the construction of WCDMA network first, main job is toII重庆邮电大学硕士论文Abstractcomplete MF210 drive, the PPP to transplant with the PPP dial-up, and then in the application layer using RTP (real-time transport protocol) encapsulation encoded NAUL data, finally create a socket, will be packaged into RTP packets sent to the WCDMA network.During the testing period, through the whole system testing,it verify that this paper successfully completed the anticipated target of the module design.Keywords: module of video Capturing and Encoding and Transmiting, Davinci, H264, xDM, V4L2, WCDMAIII重庆邮电大学硕士论文目录目录摘要 (I)Abstract (II)目录 .............................................................................................................................I V 第一章绪论 .. (1)1.1 视频监控系统行业背景 (1)1.2 课题研究背景及意义 (3)1.3 论文组织架构 (4)1.4 本章小结 (5)第二章视频采集编码发送模块的总体设计 (6)2.1 模块相关的关键技术研究 (6)2.1.1 Davinci技术 (6)2.1.2 V4L2视频采集驱动接口 (7)2.1.3 H.264视频编码技术 (7)2.4.4视频传输协议与技术 (8)2.2模块架构设计 (9)2.2.1视频监控系统构架 (9)2.2.2 模块的需求分析 (10)2.2.3 模块硬件平台的选择 (11)2.2.4 模块总体架构的设计 (12)2.3 本章小结 (13)第三章搭建嵌入式开发环境平台 (14)3.1 DaVinci硬件开发环境 (14)3.1.1 DM6467处理器特点 (14)3.1.2 采集译码器TVP5158功能概述 (15)3.2 DaVinci软件开发环境 (16)3.2.1 xDM算法标准介绍 (17)3.2.2Codec Engine概述 (18)3.3 嵌入式开发环境搭建 (21)3.3.1 Linux服务器搭建 (21)3.3.2工作站配置 (23)IV重庆邮电大学硕士论文目录3.3.3 Davinci平台初始化 (23)3.4 本章小结 (27)第四章视频采集编码发送模块的设计与实现 (28)4.1视频采集模块设计实现 (28)4.1.1 视频采集模块的设计 (28)4.1.2 V4L2编程接口 (29)4.1.3视频采集模块的实现 (30)4.2视频编码模块的设计与实现 (34)4.2.1 视频编码模块的设计 (34)4.2.2 H.264编码器的实现 (34)4.2.3视频编码模块的实现 (46)4.3视频传输模块的设计与实现 (48)4.3.1视频传输模块设计 (48)4.3.2 视频传输链路实现 (48)4.3.2视频传输模块实现 (51)4.4 本章小结 (53)第五章系统测试 (55)5.1 测试内容和预期目标 (55)5.2 测试过程 (56)5.2.1 测试网络环境搭建 (56)5.2.2 测试步骤 (57)5.3 测试结果及分析 (58)5.4 本章小结 (60)第六章总结与展望 (61)6.1 工作总结 (61)6.2 不足和展望 (61)致谢 (63)参考文献 (64)附录攻读硕士学位期间的科研工作 (67)V重庆邮电大学硕士论文第一章绪论第一章绪论1.1 视频监控系统行业背景随着人们对安全要求的不断提高和嵌入式微处理器、多媒体压缩技术以及无线传输技术的迅猛发展,无线实时视频监控系统得到了快熟的发展与应用。

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