基于ARM的视频采集与处理系统的开发

基于ARM嵌入式的视频采集系统的设计

摘要 基于ARM嵌入式技术的视频采集以其灵活性、高集成性、便捷性等诸多优点必将取代传统的有线视频采集。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SAA7113H进行视频采集与压缩，选用S3C44BOX微处理器作为核心板的控制器，利用S3C44BOX的硬件编解码模块进行编码。 关键词：ARM嵌入式，视频采集，SAA7113H，S3C44BOX

目录 1绪论 (1) 1.1课题研究的背景 (1) 1.2课题研究的现状与发展前景 (1) 1.3课题研究的意义 (2) 1.4课题主要内容 (2) 2ARM微处理器概述 (3) 2.1ARM介绍 (3) 2.2ARM处理器主要的特点 (3) 2.3ARM微处理器应用 (4) 3系统方案设计 (4) 3.1系统的解决方案 (4) 3.2视频采集 (5) 3.3视频压缩 (6) 3.4基于ARM的嵌入式系统开发平台 (6) 3.5系统总体设计结构图 (7) 4系统硬件设计 (8) 4.1系统硬件结构 (8) 4.2系统硬件各模块设计 (9) 4.3PCB设计 (10) 4.3.1PCB布局 (10) 4.3.2PCB布线 (11) 5系统软件设计 (12) 5.1系统初始化程序设计 (12) 5.1.1ARM初始化过程 (12) 5.1.2SAA7113H初始化配置 (14) 5.2应用程序设计 (17) 6结论 (18) 参考文献 (19)

1绪论 1.1课题研究的背景 近年来，随着通信技术、微电子技术和计算机技术的飞速发展，网络带宽和存储容量得以大幅度的提高，而电子、通信、广播之间愈来愈紧密的相互交叉联系，世界进入了全数字化网络时代。与此同时，数字多媒体技术也得到了迅速发展，已逐渐渗透至人们生活、工作和学习的各个方面，改变着人们传统的生活方式。人们对视频会议、可视电话、数字电视广播等多媒体技术的需求越来越广泛。然而，在多媒体技术[1]中，尤其是数字视频领域，其信息数据量庞大，对处理能力和存储容量的要求极高，如不进行有效的压缩编码则会给通信和传输带来极大的困难，从而无法满足人们的需求。 1.2课题研究的现状与发展前景 根据图像处理技术[2]发展的不同阶段，视频采集[3]系统大致可分为三个阶段： 1)模拟视频采集系统 模拟视频采集系统一般由图像摄像部分、系统控制部分（视频矩阵切换、云台和镜头控制等）和显示记录部分组成，模拟视频采集系统一般采用模拟方式传输，传输距离较短，主要应用于小范围内的视频图像采集。 2)数字化本地视频采集系统20世纪80年代，随着数字化技术的发展，图像采集的方式出现了由模拟处理方式向数字处理方式的转变。人们开始使用PC机来处理图像信号，借助计算机强大的数据处理能力与显示器的高清晰显示度，通过视频采集卡将视频信号采集到计算机中，并显示在显示器上，从而大大提高了图像的画质。基于PC的采集系统一般在采集现场有若干个摄像机、各种检测、报警探头与数据设备，通过各自的传输线路，汇接到多媒体终端上，多媒体终端通过通信网络，将信息传到一个或多个监控中心。基于PC的多媒体采集系统功能较强，但功耗高，需要有专人值守。 3)嵌入式网络视频采集系统

数字视频采集系统方案

预处理监控设备方案 概述 传统视频监控系统是通过摄像头等这些数据采集前端获取视频图片信息，仅提供视频的捕获、存储和回放等简单的功能；数据吞吐量大造成数据传输和服务器处理数据的压力大；需要大量的人力且准确度并不高；因此，智能视频监控系统应运而生。 本系统在视频采集前端搭建硬件平台，硬件平台中搭载图像处理算法，将摄像头传入的图片筛选出关键信息，通过物联网传入服务器中进行处理。利用算法提取关键信息可以减少传输的数据，从而能提高传输效率并且减小服务器的压力；同时在传输过程中把数据拆分成多个模块并行处理，也可大大提升传输处理速度，达到实时性、高效性的要求。 1硬件前端功能 1）采集图像信息； 2）实现算法对图像的灵活处理，并行高速传输； 3）提取、分类图像关键信息； 4）采用NB-IoT协议实现无线传输 2方案论述 2.1系统构成 图2.1是系统总体结构框图。

图2.1 系统总体结构框图 用CCD进行图像数据采集后，用视频解码芯片进行A/D转换，从模拟视频输入口输入的全电视信号在视频解码芯片内部经过钳位、抗混叠滤波、A/D转换、最后转换成BT.656视频数据流。 本系统中，对图像的处理分为两个阶段，第一个阶段为ZYNQ的双核ARM处理器部分通过算法对图像的处理；第二个阶段为ZYNQ的FPGA部分对数据的打包分类。为了尽可能提高性能并达到实时性要求，我们以ARM为中央处理核心，由FPGA实现系统控制。系统分为处理器模块、FPGA组模块和各总线接口模块等。其中处理器模块包含双核ARM、内存空间以及相应逻辑。处理器作为最小处理单元模块而存在，可以完成相应的处理子任务。 双核ARM作为从CPU做图像的处理（通过算法实现），两个处理模块在系统核心FPGA控制下并行运行。而FPGA作为系统中心，负责两个微处理器互相通信、互相协调以及它们与外界（通过主从总线和互连总线）的信息交换。同时，系统处理子任务可以由FPGA直接派发给处理器。灵活的FPGA体系结构设计是该系统有效性的保证。在实际应用中，可以根据系统的任务，通过配置FPGA控制两个微处理器按流水线方式运行，缩短系统的处理时间。另外，可以通过FPGA的配置扩展双ARM的工作方式，控制它们按MIMD方式并行处理同一输入图像。 最后经过处理过的图像通过NB-IoT协议发送到服务器端。 2.1.1 FIFO机制 为了加快ZYNQ的处理速度，本系统采用同步FIFO高速缓冲方案。FIFO即先进先出存储器, 也是一种专门用来做总线缓冲的特殊存储器。FIFO没有地址

视频采集的一些技巧

视频采集和后期处理的一些手段和技巧 综述：视频是由一帧帧画面组成的，也就是说视频是由一系列连续快速变换的静态画面组成的，那么首先要掌握拍摄静态画面的一些技巧和表达的情感，然后在视频采集和处理的发展过程中，人们发现通过不同的拍摄和处理技巧可以表达不同的情感，这里我就我个人的一些处理视频和对于画面的粗浅理解做一下总结。 第一、静态画面的采集 静态画面的采集就是通常所说的拍照，因为制作视频的时候要用到一些静态的照片，那么这里我就简单的说一点静态画面的采集的技巧（首先声明，绝对的不专业也不权威，只是个人的一些表达，希望大家在后面进行补充）。 大家拍照的时候喜欢让主题事物在中间的位置上，其实从审美角度上来讲1:1的比例显然没有0.618的黄金分割显得有美感，所以我拍照的时候喜欢把主题放在偏左下角或者右下角（尤其是主题并不大占不了全局的一半的时候）。如果是拍摄对象比较大，那么最好压缩到稍微偏下一点，123三个格子下部分占一点就比较好了。 2.远景拍摄 远景拍摄一般都是进行大场面的拍摄（不过好像也有其他的用途，我就不知道了，孤陋寡闻）。远景突出的主题一般放在中心偏一点，近黄金分割点最好。对于如何突出等技巧我就不懂了。这个适合大场面的性质描述，比如春天的田野百花开，远景就很能体现一种壮观，但是拍摄某一个花草，就只能看出花草的纤弱娇美等个体性质。 3.近景拍摄。 近景的话是突出事物的一个整体概观的方法，比如拍一个人，你就可以取不远处的全身照，这样就能够表达一个人的大概的外貌着装等等。这个适合表达事物的个体性质。 4.局部近景 这个好像只有我是这样叫的，一般是指事物的主题占的和近景拍摄差不多，但是只拍摄事物的部分特性，比如拍一个人的背影，那么从腿部以下就可以不用那么重点了，但是这和局部特写还有一点不一样（个人觉得是局部特写只是描述事物的一小部分，但是局部近景是表现大部分并且很少改变事物的背景）。适合表达情感，但是不如局部特写那么鲜明突出。 5.局部特写 我觉得这个是比较好的表达事物局部的某一个方面的特质的镜头。比如拍摄人的手，或者人的眼睛，或者流泪的鳄鱼的眼睛，蜜蜂的翅膀等等……真的可以看出来事物的精细，适合表达情感。

嵌入式开发工具使用

《嵌入式开发工具使用》 实验报告 学生姓名：______________________ 学号：— 专业班级：_______________ 指导教师：_________________ 完成时间： 实验2嵌入式开发工具使用实验 一?实验目的 了解嵌入式开发工具套件组成，掌握开发工具安装，熟练运用gcc各命令选项，熟练编写Makefile和使用make工具，掌握gdb各命令用于应用程序调试。 二?实验内容 实验 2.1 arm-linux-gcc安装 实验2.2编译工具gcc使用 实验2.3 编写Makefile和使用make编译 实验2.4使用gdb调试应用程序 实验2.5 使用code::blocks进行图形化编程 三?预备知识 Linux使用等 四?实验设备及工具（包括软件调试工具） 硬件：ARM嵌入式开发平台、PC机Pentium100以上、串口线。软件：WinXP或 UBUNTU开发环境。 五?实验步骤 5.1交叉编译工具配置及编译 第一步，解压缩交叉编译器工具，命令为： #cd /tmp _____________________________________________________________________ ? arm-l inu x-gcc可执行文件位于目录 /root/gcc-gdb-make_exp _________________________________________ 。 第二步，修改PATH环境变量，将arm-linux-gcc可执行文件目录添加到PATH环境变量中，命令为 5.2 arm-l inu x-gcc编译工具使用

基于嵌入式Linux的视频图像采集与传输

基于嵌入式Linux的视频图像采集与传输 摘要:视频图像采集及处理技术在远程视频监控和可视电话中有着广泛的应用前景，驱动视频采集设备和获取视频数据并进行相应的处理，是实现这些应用的基础。针对这些应用，构建了一个基于嵌入式Linux和PXA270微处理器的视频采集与传输系统，利用Video4Linux实现USB摄像头视频数据采集，采集的视频数据经JPEG压缩后，在PXA270为核心的系统控制下通过以太网进行传输，并通过重新编译移植Webcam_server应用程序实现了实时视频采集。实验结果表明，该系统动态刷新良好，具有一定的实用性。关键词: PXA270；嵌入式Linux；USB摄像头；图像采集与传输Abstract:Video image acquisition and processing technology had a broad application prospect in the long distance supervisory control with video and video telephone. Driving video acquisition equipments and gaining video data to process accordingly are the basis of realization the applications. Aiming at the applications, designed a video acquisition and transmission system based on PXA270 with embedded Linux. The system used USB camera combined with Video4Linux to implement video data acquisition, then were encoded in JPEG, and sent by Ethernet under the control of the PXA270. In the

无线视频监控系统

无线视频监控系统说明 无线视频监控系统，无需铺设网络电缆，可迅速方便地在各种需要的地方布署数字摄像设备，建立新的视频监控系统或对现有的视频监控系统进行扩展，具有很强的灵活性和可扩充性。用宽带无线接入设备，可以将多个被监测点与中央控制中心连接起来，且搭建迅速，可以在最短的时间内迅速建立起无线链路。现场监控点安装的摄像机所摄录的实时和高分辨率的视频图像通过宽带无线接入设备进行传输, 传送到用户的安全监控中心，并可以完成对远程监控点的控制。 无线视频监控系统有以下优点： ?灵活性 工程建设周期短，扩充性强。即插即用，网络管理人员可以迅速将新的监控点加入到现有的网络中，不需要新建传输线路，轻而易举实现远程视频监控。 ?可移动性 系统可轻松实现有线难以铺设的区域的视频监控，一旦遇到河流山脉等障碍时，有线网络无法实现。但是要求需要互通的点达到可视（中间无障碍）。 ?经济性 设备成本低，性价比高。无线网络组建容易，前端设备即插即用，只需一次投入就可解决，所维护都比较简单。 ?功能强大 系统功能强大，利用灵活。提供高可靠性，保证不间断的视频监控，同时全数字化录像方便于保存与检索。 ?支持远程监控 在网络中的的任何一台计算机只要安装了客户端软件或是通过IE浏览器，授权用户可以在一定范围内进行操作。 一，系统组成： 1，视频采集与传输：前端视频采集由无线摄像机完成，无线摄像机内置了视频编码模块，可将摄像机采集到的模拟视频信号转换成网络数字信号（视频、音频和控制信号）。无线摄像机还内置了支持IEEE802.11b/g协议的WIFI无线网卡，可将网络数字信号通过2.4G的微波传输给同样支持IEEE802.11b/g协议的无线交换设备（无线路由器或无线AP）。如有需要听取声音，可在摄像机上接入拾音器。无线摄像机还可与报警设备联动。 2，视频观看：无线摄像机自带了IP地址和域名，局域网内的用户可通过登录IP地址访问无线摄像机观看该摄像机的视频并进行录像、控制和管理。远程用户可通过登录无线摄像机的域名来观看该摄像机的视频并可进行录像、控制和管理。 如果用户需要用电视墙（监控墙）来观看视频，则需要在监控中心增加网络视频解码器。解码器的数量可由客户观看需求和监控点数量来决定。 每个无线摄像机支持最多10个用户同时观看，如果同时观看某摄像机有需要超出10用户的情况，可以拿一台电脑当作代理转发服务器来解决此问题。 3，录像存储：监控视频录像的存储可在视频图像格式（D1、HALF D1、CIF等）、需存储的监控点（精确到某个摄像机是否需要存储）、时间段（精确到分钟，分四个时间段）、移动侦测录像（是否开启）等几方面进行设置。如果前端有拾音器，录像文件中同样有声音。存储录像的文件名有精确到秒的时间显示，这有利于人们快速调用录像。存储录像文件通过天

视频交通流采集系统解决方案

视频交通流信息采集系统解决方案 1概述 视频交通流信息采集系统主要包括视频图像采集设备、视频传输网络、交通流视频检测器等。视频检测器采用虚拟线圈技术，利用边缘信息作为车辆的检测特征，实时自动提取和更新背景边缘，受环境光线变化和阴影的影响较小；同时采用动态窗的方式来进行车辆计数，解决了采用以往固定窗方式进行车辆计数时由于车辆变道而导致的错误、重复计数问题。视频检测器能对视频图像采集设备或交通电视监视系统的视频信号自动进行检测，主要采集道路的微观交通信息如流量、速度、占有率、车辆间距、排队长度等，适用于近景监控模式。 2系统功能及特点介绍 2.1数据接口设计 视频交通流信息采集系统可以通过调用本项目提供的交通流数据统一接入接口，或由本项目提供数据格式标准化及上传程序，将采集到的交通流数据共享给本项目相关系统，以实现视频交通流数据的采集功能。 图1 数据接口设计 2.2系统功能 交通流信息视频检测系统的主要功能如下： （1）车辆检测 系统能够对输入的视频流图像进行车型、车牌等特征检测。

（2）交通流数据采集功能 系统可以采集交通流数据包括交通流量、平均车速、车道占有率、车型、平均车头间距、车辆排队长度、车辆密度、交通流状态等，交通流数据采集时间间隔在1～60分钟任意可调。 图 2 视频交通流检测模块 （3）视频图像跟踪功能 系统能对单路监控前端设备在不同预置位采集的视频图像进行不同区域不同事件的自动检测。一旦检测到特定的交通事件，事件检测器应具有该交通事件的视频图像目标自动跟踪、记录、分析功能。 当输入的视频图像不为设定的预置位的视频图像，系统应能自动不进行事件检测。一旦监控前端设备恢复至设定的预置位，系统应能自动进行事件检测。 （4）事件图像抓拍、录像功能 系统可以根据用户的设置，完成相应的录像和图片抓拍功能。 事件录像可以按摄像机、按事件类型、按时间归档存储在系统的预录像子系统中，由系统服务器进行统一的管理调用。 系统循环进行录像，当发生交通异常事件时，系统能够提供事发之前和之后的3分钟间的录像（可设置）。 系统可通过多种组合查询条件对视频交通流检测所采集的数据进行统计，包括时间-流量统计、时间-平均车速统计、时间-占有率统计、速度-流量统计等；统计结果可导出为

基于Windows的几种视频采集方法设计与实现

龙源期刊网 https://www.360docs.net/doc/e38270341.html, 基于Ｗｉｎｄｏｗｓ的几种视频采集方法设计与实现 作者：李钦存王春明段海龙 来源：《硅谷》2008年第21期 [摘要]分别介绍在Windows操作系统下的三种实时视频数据采集的方法，即基于VFW的实时视频采集，基于DirectShow的实时视频采集和基于视频卡附带软件开发工具箱（SDK） 的实时视频采集，并给出实现的核心代码。 [关键词]视频采集 VFW DirectShow SDK 中图分类号：TP391文献标识码：A 文章编号：1671－7597（2008）1110067－02 随着计算机网络和多媒体计算的迅猛发展，许多应用系统，如可视电话系统、电视会议系统、远程监控系统等要求能够实时获取视频信息；同样，若想进行图像处理也必须进行视频流捕获和单帧图像采集。因此，如何实时获取视频数据便成为应用中的重要环节和关键前提[2]。 一、基于VFW的实时视频数据采集 VFW(Video For Windows)是Microsoft推出的关于数字视频的一个软件包，该软件包能使应用程序数字化并播放从传统模拟视频源得到的视频剪辑。VFW的一个关键思想是播放时不需要专用硬件，为了解决数字视频数据量大的问题，需要对数据进行压缩。软件包引进了一种叫AVI的文件标准，该标准未规定如何对视频进行捕获，压缩仅规定视频和音频该如何存储 在硬盘上，在AVI文件中交替存储视频帧和与之相匹配的音频数据。VFW给程序员提供VBX 和AVICap窗口类的高级编程工具，使程序员能通过发送消息或设置属性来捕获、播放和编辑视频剪辑。Windows98以上系统都自动安装配置视频所需的组件，如设备驱动程序，视频压缩程序等[3]。 VFW主要由以下6个模块组成： AVICAP.DLL: 处理视频捕获，为AVI文件输入输出和视频、音频设备驱动程序提供一个编程接口。

(完整版)音频、视频采集与处理知识点整理.doc

稽山中学信息技术学业水平考试复习资料---音频与视频音频、视频采集与处理相关知识点 知识条目： 单元知识点考试要求试题类型 1．音频的数字化和存储容量的计算 b 2．声音素材的采集 C 音频、视频采集 3. 声音素材的制作 C 选择题、填空题与处理 4. 声音的格式转换 C 必考 +加试 5. 视频的数字化和存储容量的计算 b 6. 视频素材的采集和处理 C 知识点整理 : 1.音频数字化及存储量的计算 数字化音频是指通过采样和量化把模拟音频信号转换成由二进制数码“0”或“ 1”组成的数字化音频文件。 采样频率是指将单位时间的音频波形分隔成的点数，单位为赫兹（HZ）。采样频率决定了声音采集的质量，采样频率越高，声音的质量越好，存储容量越大。 量化位数是指将采样得到的点实现用二进制编码表示。量化位数越大，其量化值越接近采样值，即精度越高，所以存储量也越大。 常见的 wave 文件所占存储量的计算公式： 存储量（字节）＝采样频率* 量化位数 * 声道数 * 时间（秒）、 8 2.声音素材的采集 声音素材的获取途径：成品声音文件的使用、声音素材的截取等。 声音文件的录制分硬件设备和软件录制两个部分。硬件设备主要需要声卡、话筒等。常用的声音录制与编辑软件有： GoldWave、录音机、 Cool Edit 、 Wave Edit 等。 3.声音的基本处理 通过 GoldWave 软件的状态栏，观察打开声音文件的采样频率、量化位数、声道数、声音长度、文件格式等信息。利用 GoldWave 软件可以对音频文件进行删除、剪裁、设置静音、淡入、淡 出、音量调整、合成等操作。 （1）用 GoldWave软件进行声音素材的处理： ①打开的音频文件在状态栏显示的参数信息：

风光互补无线视频监控系统

风光互补无线视频监控系统 方 案 书 福州科瑞新电子有限公司 2012年2月16日

一．系统概述 电力供应是整个社会生产、人民生活的基本保证之一。为了提高电力部门的生产效益，各变电站/所实现无人值守将成为一种需要。在电力调度通讯中心建立监控中心，通过对各个变电站/所进行视频画面的实时监视，以便能够实时、直接地了解和掌握各个变电站/所的情况，及时对所发生的情况做出反应，适应行业发展需要。 针对这种形势，使用风光互补无线监控系统将能有效地实现监控和管理。系统全天候地对变电站/所现场的视频数据进行采集编码，一方面将视频数据存储数据于本地的存储设备中，以便事后的回放调查；另一方面，通过3G无线传输设备使监控中心能统一地监视和管理。 二．系统设计关键点 1、无线传输 由于监控点自身环境特点，传输方式不可能采用有线或光缆，因此应选择无线传输方式来进行数据的传输。目前，3G无线传输技术成熟，并得到广泛的应用，其具有信号覆盖率高，部署方便等特点，是该系统设计的最佳选择。 2、供电保证 同样由于监控点自身环境的特点，设备供电不能保证有市电的供应，所以要保证设备全天候正常工作，对应的配套供电系统成了该系统设计重点。太阳能供电系统由太阳电池组件构成的太阳电池方阵、太阳能充电控制装置、逆变器、蓄电池组构成。太阳能供电系统在晴朗的白天能将太阳能转换为电能，给负载供电的同时，也给蓄电池组充电；在无光照时，可由蓄电池给负载供电。又考虑到可能出现的极其恶劣的长时间无光照的天气，配备风能供电系统能给供电带来更大的保证。所以综合来看，风光互补放电系统将是保证设备供电的最佳选择。3、避雷接地安全可靠。 户外监控系统的软肋是前端的避雷与接地，前端设备的避雷与接地直接影响

音频、视频采集与处理知识点整理

音频、视频采集与处理相关知识点 知识点整理: 1.音频数字化及存储量的计算 数字化音频是指通过采样和量化把模拟音频信号转换成由二进制数码“0”或“1”组成的数字化音频文件。 采样频率是指将单位时间的音频波形分隔成的点数，单位为赫兹（HZ）。采样频率决定了声音采集的质量，采样频率越高，声音的质量越好，存储容量越大。 量化位数是指将采样得到的点实现用二进制编码表示。量化位数越大，其量化值越接近采样值，即精度越高，所以存储量也越大。 常见的wave文件所占存储量的计算公式： 存储量（字节）＝采样频率*量化位数*声道数*时间（秒）、8 2.声音素材的采集 声音素材的获取途径：成品声音文件的使用、声音素材的截取等。 声音文件的录制分硬件设备和软件录制两个部分。硬件设备主要需要声卡、话筒等。常用的声音录制与编辑软件有：GoldWave、录音机、Cool Edit、Wave Edit等。 3.声音的基本处理 通过GoldWave软件的状态栏，观察打开声音文件的采样频率、量化位数、声道数、声音长度、文件格式等信息。利用GoldWave软件可以对音频文件进行删除、剪裁、设置静音、淡入、淡出、音量调整、合成等操作。 （1）用GoldWave软件进行声音素材的处理： ①打开的音频文件在状态栏显示的参数信息：

②选取音频文件中的部分音轨信息 方法一：通过“设标”按钮，设置基于时间位置的“开始”和“结束”的时间参数。 如下图所示： 方法二：借助“开始标记线”和“结束标记线”。这种方法对音频区间的选取在时间不是很准确，要做好相对准确，可以事先将音频文件放大。 注意：如果需要选择立体声音频中某一声道的音轨信息，需要先进行声道选择。如需选择“左声道”中1：00分钟——3：00分钟的音轨信息，则可以先通过“编辑”菜单中的“声道”去指定处理的音频是左声道还是右声道。 ③选中的音频信息的执行删除、剪裁操作 ：“开始标记”和“结束标记”之间的这段音频素材被删除。 ：“开始标记”和“结束标记”之间的这段音频素材被保留下来。 ④选中的音频信息淡入、淡出效果的设置 淡入：实现声音音量由小到大的效果。实现操作：选中音频信息，选择“效果”菜单中的“音量”→“淡入”，并设置好初始音量、淡化曲线等参数。其中初始音量参数在-160到时0之间。 淡出：实现声音音量由大到小的效果。实现操作：选中音频信息，选择“效果”菜单中的“音量”→“淡出”，并设置好最终音量、淡化曲线等参数。其中初始音量参数在-160到时0之间。 ⑤选中的音频信息更改音量效果的设置 选中音频信息，选择“效果”菜单中的“音量”→“更改音量”，并设置好音量或预设的参数。其中音量单位为分贝（dB），正值为音量增加，负值为音量减少。

无线视频监控系统详解

无线视频监控系统详解

无线视频监控系统详解 《自动化测试趋势展望2013》国防与航空航天应用解决方案与产品选型指? NI CompactRIO开发者指南? LabVIEW 2012评估版软件 无线视频监控典型部署方式 一般在无线网状网覆盖区域架设支持WLAN接入的无线视频前端设备(如支持WLAN的IP摄像机或IP视频服务器加模拟摄像机)，然后通过无线网状网将采集的IP视频信号回传到网络中心的监控处理平台。通常在网络中心配置支持多通道的网络视频录像机和大容量的存储系统，用于监控视频录像和存储，同时为一个或多个网络监控终端提供实时的监控图像，还可通过安全的网络连接(如VPN)，从远端视频监控终端上实现远程监控和管理。 以下是目前在无线监控网络中应用的典型IP视频系统单元。 *IP摄像机 IP摄像机为集成模拟视频图像采集和视频图像数字化处理功能的一体化视频前端设备。它可以将模拟的视频信号按照标准格式转换成数字信号，并直接提供IP网络接口。通过WLAN无线桥接器可以很方便地将IP摄像机变成支持无线传输的无线视频前端设备。 *IP视频服务器 IP视频服务器通常用于连接模拟摄像机，它可以将模拟的视频信号按照标准格式(普遍采用M-JPEG或MPEG4)转换成数字信号，并直接提供IP网络接口。通过WLAN无线桥接器也可很方便地将IP视频服务器变成支持无线传输的无线视频前端设备。 采用IP视频服务器方式，用户可以自由地选择模拟摄像机的类型。可以根据自己的需要，购买价格和性能不同的模拟摄像机，从而满足个性化的要求。 *WLAN无线桥接器 WLAN无线桥接器可以为具有有线网络接口的IP视频设备提供无线局域网接口的转换，为其扩展无线网络传输的能力。WLAN无线桥接器通常应支持以太网接口到802.11b/g无线局域网接口的转换，可满足长时间的无故障工作(其平

初中信息技术《视频采集与处理》教案

《视频采集与处理》教案 日期周次年级七年级课题 视频采集与处理—畅游在山水圣 人间 课时安排建议1课时 教学目标 知识目标 1、了解动画、视频的基本知识； 2、掌握视频的基本编辑方法。 技能目标 学会对视频文件进行简单的加工。 情感态度与价值观目标 1、感受视频处理的过程； 2、培养自主探索和互助合作的精神。 重难点 重点：掌握视频的基本知识。 难点：学会视频的基本编辑方法。 教学准备自制课件，lanstar多媒体网络教室 教材分析本节课学习视频的基本编辑，会对视频进行简单的加工。 教学过程创设情景 激趣导入 教师播放一段视频，请学生欣赏。 师：大家会播放视频吗？ 生：回答 师：如何播放和加工视频呢？今天我们就来学习视频采集与处理—畅游在山水圣人间。 设计理念：教师播放视频，激发学生学习的兴趣，创设问题情景，导出课题。 自主探究 交流分享 将全班同学分成四个小组，每个小组选择一个任务进行自主探究，先在小组内交流，然后小组派代表汇报探究成果，其他小组进行验证。 任务一、动画和视频的含义分别是什么？ 任务二、如何播放视频 任务三、用“超级解霸3000”采集光盘上的一段视频

任务四、给这段视频添加字幕“山水圣人行” 设计理念：教师根据教学内容，设置适当的学习任务，让学生自主探究问题，培养学生的探究能力，学生交流心得体会，共同进步。 合作学习释疑解难 教师询问哪些同学还有不明白的地方，可以提出来，大家一起来探讨。 生：…… 师：谁能帮他解决一下这个问题？ 设计理念：教师整合学生提出的问题，然后让学生进行小组讨论，教师组织学生合作学习，如果学生不能解决问题，教师则进行重点讲解。 实践创作展示评价 师：请你寻找合适的视频资源并进行编辑加工，以“新青岛、新奥运”的主题，展示青岛“海上奥运”的特色，体现青岛“山、海、城”浑然一体、人与自然和谐共处的城市特点。 设计理念：教师设置合适的任务，学生进行实践创作，然后师生对学生作品进行评价，教师要发现学生作品中的闪光点，对学生作品进行充分的肯定。 梳理总结拓展延伸 设计理念：教师设置新的问题，引起学生思考，让学生课后研究，培养学生的拓展性思维。

嵌入式Linux应用软件开发流程

从软件工程的角度来说，嵌入式应用软件也有一定的生命周期，如要进行需求分析、系统设计、代码编写、调试和维护等工作，软件工程的许多理论对它也是适用的。 但和其他通用软件相比，它的开发有许多独特之处： ·在需求分析时，必须考虑硬件性能的影响，具体功能必须考虑由何种硬件实现。 ·在系统设计阶段，重点考虑的是任务的划分及其接口，而不是模块的划分。模块划分则放在了任务的设计阶段。 ·在调试时采用交叉调试方式。 ·软件调试完毕固化到嵌入式系统中后，它的后期维护工作较少。 下面主要介绍分析和设计阶段的步骤与原则： 1、需求分析 对需求加以分析产生需求说明，需求说明过程给出系统功能需求，它包括：·系统所有实现的功能 ·系统的输入、输出 ·系统的外部接口需求（如用户界面） ·它的性能以及诸如文件/数据库安全等其他要求 在实时系统中，常用状态变迁图来描述系统。在设计状态图时，应对系统运行过程进行详细考虑，尽量在状态图中列出所有系统状态，包括许多用户无需知道的内部状态，对许多异常也应有相应处理。 此外，应清楚地说明人机接口，即操作员与系统间地相互作用。对于比较复杂地系统，形成一本操作手册是必要的，为用户提供使用该系统的操作步骤。为使系统说明更清楚，可以将状态变迁图与操作手册脚本结合起来。

在对需求进行分析，了解系统所要实现的功能的基础上，系统开发选用何种硬件、软件平台就可以确定了。 对于硬件平台，要考虑的是微处理器的处理速度、内存空间的大小、外部扩展设备是否满足功能要求等。如微处理器对外部事件的响应速度是否满足系统的实时性要求，它的稳定性如何，内存空间是否满足操作系统及应用软件的运行要求，对于要求网络功能的系统，是否扩展有以太网接口等。 对于软件平台而言，操作系统是否支持实时性及支持的程度、对多任务的管理能力是否支持前面选中的微处理器、网络功能是否满足系统要求以及开发环境是否完善等都是必须考虑的。 当然，不管选用何种软硬件平台，成本因素都是要考虑的，嵌入式Linux 正是在这方面具有突出的优势。 2、任务和模块划分 在进行需求分析和明确系统功能后，就可以对系统进行任务划分。任务是代码运行的一个映象，是无限循环的一段代码。从系统的角度来看，任务是嵌入式系统中竞争系统资源的最小运行单元，任务可以使用或等待CPU、I/O设备和内存空间等系统资源。 在设计一个较为复杂的多任务应用系统时，进行合理的任务划分对系统的运行效率、实时性和吞吐量影响都极大。任务分解过细会不断地在各任务之间切换，而任务之间的通信量也会很大，这样将会大大地增加系统的开销，影响系统的效率。而任务分解过粗、不够彻底又会造成原本可以并行的操作只能按顺序串行执行，从而影响系统的吞吐量。为了达到系统效率和吞吐量之间的平衡折中，在划分任务时应在数据流图的基础上，遵循下列步骤和原则：

一种嵌入式的实时视频采集系统

技术创新 中文核心期刊《微计算机信息》（嵌入式与ＳＯＣ）２００８年第２４卷第４－２期 ３６０元／年邮局订阅号：８２－９４６ 《现场总线技术应用２００例》 机器人技术 一种嵌入式的实时视频采集系统 ＡｋｉｎｄｏｆＥｍｂｅｄｅｄＲｅａｌ－ＴｉｍｅＶｉｄｅｏＡｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎＳｙｓｔｅｍ （中北大学） 李志刚王明泉任少卿杨静 ＬＩＺｈｉ－ｇａｎｇＷＡＮＧＭｉｎｇ－ｑｕａｎＲＥＮＳｈａｏ－ｑｉｎｇＹＡＮＧＪｉｎｇ 摘要：设计实现了一种智能移动机器人的前端视频采集系统，该系统采用视频解码芯片ＳＡＡ７１１１Ａ和灵活可配置的ＦＰＧＡ芯片实现了实时的视频采集，满足了机器人后续视频处理的需要。实验证明：该系统具有结构简单、可靠性高、使用灵活和性价比高等优点。 关键词：ＦＰＧＡ；ＳＡＡ７１１１Ａ；视频采集中图分类号：ＴＮ９１１．７文献标识码：Ａ Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ｗｅｄｅｓｉｇｎａｎｄｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｖｉｄｅｏｆｒｏｎｔｓｙｓｔｅｍｆｏｒＵｎｍａｎｎｅｄＶｅｈｉｃｌｅａｎｄＩｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔＲｏｂｏｔ．ＡｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓｏｆｓｙｓｔｅｍｗｅｉｍｐｌｅｍｅｎｔｃｏｎｔｉｎｕａｌｌｙｖｉｄｅｏａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎｗｉｔｈｓｐｅｃｉａｌｖｉｄｅｏｄｅｃｏｄｅｒＳＡＡ７１１１ＡａｎｄｆｌｅｘｉｂｌｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｂｌｅＦＰＧＡ．Ｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｉｎｄｉｃａｔｅｄｔｈａｔｔｈｉｓｓｙｓｔｅｍｈａｓｓｏｍｅａｄｖａｎｔａｇｅｓｓｕｃｈａｓｓｉｍｐｌｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｈｉｇｈｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ，ｈｉｇｈａｄａｐｔａｂｉｌｉｔｙａｎｄｈｉｇｈｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ－ｃｏｓｔｒａｔｉｏ． ＫｅｙＷｏｒｄｓ：ＦＰＧＡ；ＳＡＡ７１１１Ａ；ＶｉｄｅｏＤａｔａＡｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ 文章编号：１００８－０５７０（２００８）０４－２－０２２６－０３ １引言 随着中国机器人产业的迅猛发展，据预测到２０１０年，市场容量将超过９３．１亿人民币。智能移动机器人是在室外环境中，将视频图像采集回来之后，按照预先给定的目标任务，结合已知的地理信息做出路径规划，在行驶的过程中能够不断感知和判断周围的环境信息，自主地做出各种决策，随时调整自身的行驶状态并执行相应的动作和操作。在这个过程中，视频采集质量的好坏将直接影响整个系统的运行，是进行后续数字图像处理的前提条件。因此，必须有高性能的硬件设备和高质量的算法作为基础，实时视频采集才成为可能。本文设计并实现了基于ＦＰＧＡ的嵌入式实时视频采集系统。该系统体积小，功耗低，速度快，适应性好，能够满足智能移动机器人视频信号处理系统的需求。 ２系统基本原理 图１为系统工作原理框图，整个系统所需各种芯片的电路连接如下图所示，由ＣＣＤ摄像头输出模拟视频信号，经过视频解码芯片ＳＡＡ７１１１Ａ进行视频预处理（钳位、放大、Ａ／Ｄ转换、同步分离等）后输出图像数字信号ＩＰＤ、 行同步信号ＨＲＥＦ、场同步信号ＶＲＥＦ、奇偶场标志信号ＲＳＴ０和１３．５ＭＨ像素时钟信号 ＬＬＣ２去驱动ＦＰＧＡ，从而产生正确的图像采集时序和存储地 址，并将采集的图像存储到双口ＲＡＭ中。 整个系统由视频采集控制和帧存读写控制两个核心模块组成，它们的功能都由ＦＰ－ＧＡ来实现。双口ＲＡＭ分为帧存Ａ和帧存Ｂ两个存储区域，实现乒乓式的读写操作，能够完成图像的实时采集。ＳＡＡ７１１１Ａ的配置程序和ＦＰＧＡ采集控制程序存储在ＦＬＡＳＨ中，系统上电 工作时加载。 图１系统工作原理框图 ３图像采集系统的构成 ３．１视频信号 视频信号中除了包含图像信号之外，还包括了行同步信号、行消隐信号、场同步信号（帧同步信号）、场消隐信号以及槽脉冲信号、前均衡脉冲、后均衡脉冲等。因而，对视频信号进行 Ａ／Ｄ转换的电路也非常复杂。Ｐｈｉｌｉｐｓ公司将这些非常复杂的视频Ａ／Ｄ转换电路集成到了一块芯片内。从而生产出功能强大的视频输入处理芯片ＳＡＡ７１１１Ａ，为视频信号的数字化应用提供 了极大的方便。 ３．２ＳＡＡ７１１１Ａ性能及工作协议 ＳＡＡ７１１１Ａ是ＰＨＩＬＩＰＳ公司的一种增强型视频输入处理器芯片，它集Ａ／Ｄ与解码功能于一身，片内还附有锁相、自动钳位 控制、时钟自动增益产生、多制式解码等电路，另外还可对亮度、对比度和饱和度进行控制。既支持ＰＡＬ电视制式，又支持 李志刚：在读硕士研究生 基金项目：中国博士后科学基金资助项目（２００５０３８０９５）；山西省自然科学基金资助项目（２００５１０４３）；中北大学科学基金资助项目 ２２６－ －

视频采集方法与相关技术

图片简介: 本技术提供了一种视频采集方法。获取用户的检索词，确定所述检索词的同义词集合；根据所述同义词集合构建检索视频的约束模型，根据所述约束模型检索并获取与所述同义词集合对应的检索视频集合；根据所述同义词集合在所述视频集合中对应内容出现的特征，通过预设的特征参数对所述检索视频集合中的视频进行筛检，得到目标视频集合。本技术介绍了一种视频的采集方法，主要用于用户采集大量同类视频；通过对视频的同义词进行提取能够最大限度的获取与检索词相关的视频。 技术要求 1.一种视频采集方法，其特征在于，包括： 获取用户的检索词，确定所述检索词的同义词集合； 根据所述同义词集合构建检索视频的约束模型，通过所述约束模型检索并获取与所述同义词集合对应的检索视频集合； 获取所述同义词集合在所述检索视频集合中对应内容的特征，通过预设的特征参数对所述检索视频集合中的视频进行筛检，得到目标视频集合。 2.如权利要求1所述的一种视频采集方法，其特征在于，所述获取用户的检索词，确定所述检索词的同义词集合，包括： 获取检索词； 根据词典获取所述检索词的第一同义词集合A＝{a1,a2……ax}； 根据网页标签获取所述检索词的第二同义词集合B＝{b1,b2……by}； 根据文本关系获取所述检索词的第三同义词集合C＝{c1,c2……cz}； 对所述第一同义词集合A、第二同义词集合B和第三同义词集合C进行相同项分析，得到相同项集合S(A,B,C):

其中，所述ax表示所述第一同义词集合A中的第x项；所述by表示所述第二同义词集合B中的第y项；所述cz表示所述第一同义词集合C中的第z项；所述x＝1,2,3……x；所述y＝1,2,3……y；所述z＝1,2,3,……z； 根据所述相同项集合S(A,B,C)，确定所述同义词集合。 3.如权利要求1所述的一种视频采集方法，其特征在于，所述根据所述同义词集合构建视频的约束模型，包括： 步骤1：确定所述同义词集合与所述检索词的距离D： D＝(G-si)P-1(G-si)； 其中，所述G表示所述检索词；所述P-1为所述同义词集合的协方差矩阵，所述si表示所述同义词集合的第i个同义词； 步骤2：构建所述同义词集合的线性回归方程； 其中，所述ξ为所述同义词集合内积；所述表示所述同义词集合的均值； 步骤3：根据所述距离D合线性回归方程确定所述视频的约束模型F： 其中，所述kj表示检索视频集合的第j个视频；所述表示检索视频集合的均值；所述β表示所述检索视频集合的误差系数。 4.如权利要求1所述的一种视频采集方法，其特征在于，所述根据所述约束模型检索并获取与所述同义词集合对应的检索视频集合，包括：

03嵌入式视频图像采集和处理

光电学院电子信息工程专业“嵌入式信息系统课程设计”任务书

第一章基础知识 一、编程原理 如何对各种音视频设备进行操作是在Linux上进行音频编程的关键，通过内核提供的一组系统调用，应用程序能够访问驱动程序提供的各种音视频设备接口，这是在Linux 下进行音视频编程最简单也是最直接的方法。在Linux下，设备驱动程序可以看成Linux 内核与外部设备之间的接口。设备驱动程序向应用程序屏蔽了硬件实现了的细节，使得应用程序可以像操作普通文件一样来操作外部设备，可以使用和操作文件中相同的、标准的系统调用接口函数来完成对硬件设备的打开、关闭、读写和I/O控制操作，而驱动程序的主要任务也就是要实现这些系统调用函数。本系统平台使用的嵌入式Linux系统在内核主要功能上与Linux操作系统没本质区别，所以驱动程序要实现的任务也一样，只要编译时使用的编译器、部分头文件和库文件等要涉及到具体处理器体系结构，这些都可以在Makefile文件中具体指定。 Video4Linux(简V4L)是Linux中关于视频设备的内核驱动，它为针对视频设备的应用程序编程提供一系列接口函数，这些视频设备包括现今市场上流行的TV卡、视频捕捉卡和USB摄像头等。对于电视卡、摄像头，其驱动程序中需要提供基本的I/O操作接口函数open、read、write、close的实现。对中断的处理实现，内存映射功能以及对I/O通道的控制接口函数ioctl的实现等，并把它们定义在struct file_operations中。这样当应用程序对设备文件进行诸如open、close、read、write等系统调用操作时，Linux内核将通过file_operations结构访问驱动程序提供的函数。例如，当应用程序对设备文件执行读操作时，内核将调用file_operations结构中的read函数。在系统平台上对摄像头驱动编译进内核后，摄像头就可正常工作了，接着就可以进行了本课题的主要内下一步对视频流的采集编程。 摄像头被驱动后，只需要再编写一个对视频流采集的应用程序就可以了。根据嵌入式系统开发特征，先在宿主机上编写应用程序，再使用交叉编译器进行编译链接，生成在目标平台的可执行文件。宿主机与目标板通信采用打印终端的方式进行交叉调试，成功后移植到目标平台。本设计编写采集程序是在安装Linux操作系统的宿主机PC机上进行的。 Linux 的帧缓冲设备Framebuffer 是在Linux 内核架构版本2.2 以后推出的标准显示设备驱动接口。采用mmap 系统调用，可以将framebuffer 的显示缓存映射为可连续访问的一段内存储针,进行绘图工作。而且多个进程可以映射到同一个显示缓冲区。由于映射操作都是由内核来完成，所以我们基本上不用对Framebuffer 做改动。 Framebuffer 驱动程序的实现分为两个方面：一方面是对LCD 及其相关部分的初始化，包括画在缓冲区的创建和对DMA 通道的设置，我们做的工作主要体现在这方面；另外一方面是对画面缓冲区的读写及控制，具体到代码为read、write、ioctl 等系统调用接口。至于将画面缓冲区的内容输出到LCD 显示屏上，则由硬件自动完成。对于软

摄像头视频采集压缩及传输原理

摄像头视频采集压缩及传输原理 摄像头基本的功能还是视频传输，那么它是依靠怎样的原理来实现的呢？所谓视频传输:就是将图片一张张传到屏幕，由于传输速度很快，所以可以让大家看到连续动态的画面，就像放电影一样。一般当画面的传输数量达到每秒24帧时，画面就有了连续性。 下边我们将介绍摄像头视频采集压缩及传输的整个过程。 一．摄像头的工作原理（获取视频数据） 摄像头的工作原理大致为：景物通过镜头（LENS）生成的光学图像投射到图像传感器表面上，然后转为电信号，经过A/D（模数转换）转换后变为数字图像信号，再送到数字信号处理芯片（DSP）中加工处理，再通过USB接口传输到电脑中处理，通过显示器就可以看到图像了。下图是摄像头工作的流程图： 注1：图像传感器（SENSOR）是一种半导体芯片，其表面包含有几十万到几百万的光电二极管。光电二极管受到光照射时，就会产生电荷。 注2：数字信号处理芯片DSP（DIGITAL SIGNAL PROCESSING）功能：主要是通过一系列复杂的数学算法运算，对数字图像信号参数进行优化处理，并把处理后的信号通过USB等接口传到PC等设备。 DSP结构框架: 1. ISP（image signal processor）（镜像信号处理器） 2. JPEG encoder（JPEG图像解码器） 3. USB device controller（USB设备控制器） 而视频要求将获取的视频图像通过互联网传送到异地的电脑上显示出来这其中就涉及到对于获得的视频图像的传输。 在进行这种图片的传输时，必须将图片进行压缩，一般压缩方式有如H.261、JPEG、MPEG 等，否则传输所需的带宽会变得很大。大家用RealPlayer不知是否留意，当播放电影的时候，在播放器的下方会有一个传输速度250kbps、400kbps、1000kbps…画面的质量越高，这个速度也就越大。而摄像头进行视频传输也是这个原理，如果将摄像头的分辨率调到640×480，捕捉到的图片每张大小约为50kb左右，每秒30帧，那么摄像头传输视频所需的速度为50×30/s＝1500kbps＝1.5Mbps。而在实际生活中，人们一般用于网络视频聊天时的分辨率为320×240甚至更低，传输的帧数为每秒24帧。换言之，此时视频传输速率将不到300kbps，人们就可以进行较为流畅的视频传输聊天。如果采用更高的压缩视频方式，如MPEG-1等等，可以将传输速率降低到200kbps不到。这个就是一般视频聊天时，摄像头所需的网络传输速度。 二．视频压缩部分 视频的压缩是视频处理的核心，按照是否实时性可以分为非实时压缩和实时压缩。而视频传输（如QQ视频即时聊天）属于要求视频压缩为实时压缩。 下面对于视频为什么能压缩进行说明。 视频压缩是有损压缩，一般说来，视频压缩的压缩率都很高，能够做到这么 高的压缩率是因为视频图像有着非常大的时间和空间的冗余度。所谓的时间冗余度指的是两帧相邻的图像他们相同位置的像素值比较类似，具有很大的相关性，尤其是静止图像，甚至两帧图像完全相同，对运动图像，通过某种运算（运动估计），应该说他们也具有很高的相关性；而空间相关性指的是同一帧图像，相邻的两个像素也具备一定的相关性。这些相关性