基于嵌入式Linux的视频采集系统设计

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。

关键词

关键字：视频采集编码发送模块；Davinci，V4L2，H264，xDM，WCDMA

目录

摘要 I

Abstract II

前言 1

第一章 绪论 1

1.1 视频监控系统行业背景 1

1.1.1 模拟视频监控系统 2

1.1.2 数字视频监控系统 3

1.1.3 网络视频监控系统 3

1.2 课题研究背景及意义 4

1.3 论文组织架构 5

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

2.1.4 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 10

2.2.4 模块总体架构的设计 11

2.3 本章小结 12

第三章 搭建嵌入式开发环境平台 13

3.1 DaVinci硬件开发环境 13

3.1.1 DM6467处理器特点 13

3.1.2 采集译码器TVP5158功能概述 13

3.2 DaVinci软件开发环境 14

3.2.1 xDM算法标准介绍 14

3.3 嵌入式开发环境搭建 14

3.3.1 Linux服务器搭建 15

3.3.2 工作站配置 15

3.4 本章小结 16

第四章 视频采集编码发送模块的设计与实现 17

4.1 视频采集模块设计实现 17

4.1.1 视频采集模块的设计 17

4.1.2 V4L2编程接口 18

4.1.3 视频采集模块的实现 18

4.2 视频编码模块的设计与实现 21

4.3 本章小结 21

结论 22

参考文献 23

致谢 24