基于H.264的嵌入式视频网络监控系统的设计与实现

论文摘要

嵌入式视频网络监控系统具有轻便性、一体化、网络化和智能化等优点,在安防、智能交通领域内发挥着非常重要的作用。随着计算机硬件技术的高速发展和视频图像处理技术的不断进步,人们对视频监控系统的实时性与视频画质的要求越来越高,在有限的嵌入式系统硬件资源下,如何同时保证这两者是本课题研究的重点。H.264是一种高效的视频压缩标准,但受限于硬件资源的性能,在嵌入式系统之上应用该标准对采集到的原始视频数据进行压缩编码会比较耗时。本文在对H.264标准进行深入研究的基础之上对其开源编码器X264进行了修改,去掉了一些对压缩效率贡献甚小却拥有极高复杂度的功能模块,实现了编码的实时性与压缩效率的协调。最终的测试结果也表明,本课题所设计的视频监控系统在具有出色实时性的同时,视频的质量并没有明显的降低。本文的主要工作概括如下：(1)以基于Sumsang S3C2440处理器的SBC2440嵌入式开发板为硬件核心,设计并构建了嵌入式视频服务器,主要工作包括Linux2.6.13内核的移植、根文件系统的构建、驱动程序的开发以及在宿主机上建立交叉编译环境等。(2)采用C/S模式设计并实现了服务器端与客户端的应用程序。在服务器端,采用多线程技术,分别实现了视频采集模块,视频压缩模块,视频流的网络传输模块等；在客户端,采用具有跨平台特性的QT开发出了友好的UI界面,配合ffmpeg音视频解决方案,实现了视频流的本地解码与播放功能。(3)设计了实时视频传输方案,利用RTP协议来保证视频数据传输的实时性和质量。(4)对X264编码器进行了修改与优化,并成功的将其移植到了嵌入式开发平台之上。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第1章 引言
• 1.1 课题背景与研究意义
• 1.2 研究现状
• 1.3 课题的提出
• 1.4 论文结构安排
• 第2章 相关技术
• 2.1 视频编码压缩技术
• 2.2 实时网络传输技术
• 2.2.1 RTP协议
• 2.2.2 IP多播技术
• 2.3 VideoforLinux编程接口
• 2.4 Qt编程技术
• 2.5 本章小结
• 第3章 视频监控系统的分析与设计
• 3.1 系统分析
• 3.2 系统总体结构设计
• 3.3 嵌入式视频服务器设计
• 3.3.1 视频服务器硬件结构的设计
• 3.3.2 嵌入式Linux系统平台的搭建
• 3.4 系统软件结构的设计
• 3.4.1 视频服务器端软件结构的设计
• 3.4.2 客户端软件结构的设计
• 3.4.3 基于H.264的视频编码模块的设计
• 3.5 本章小结
• 第4章 视频监控系统软件的实现
• 4.1 嵌入式视频服务器端软件的实现
• 4.1.1 TCPServer模块的实现
• 4.1.2 VideoServer模块的实现
• 4.1.3 基于V4L的视频采集模块的实现
• 4.1.4 基于RTP协议的视频流实时传输模块的实现
• 4.2 客户端软件的实现
• 4.2.1 服务器远程控制模块的实现
• 4.2.2 视频流播放控制模块的实现
• 4.3 本章小结
• 第5章 系统测试
• 5.1 测试环境
• 5.2 测试内容
• 5.2.1 嵌入式视频服务器的性能测试
• 5.2.2 客户端性能测试
• 5.2.3 网络传输性能的测试
• 5.2.4 系统的整体性能测试
• 5.3 测试结论
• 5.4 本章小结
• 第6章 结论
• 6.1 本文工作总结
• 6.2 进一步工作展望
• 参考文献
• 致谢