嵌入式高清视频前端及其远程控制的设计与实现

论文摘要

视频压缩及网络传输技术日新月异,网络带宽不断增加,使得高清视频的应用领域不断扩展,IP电话、视频监控,医疗,安防等领域都对视频质量提出了更高的要求,市场迫切要求提供高清的视频应用,嵌入式高清视频及其传输是当前视频应用发展的一个整体趋势。本文基于项目的实际需求,提出了基于TMS320DM365处理器的嵌入式高清视频前端、汇聚服务器以及远程控制客户端的高清视频监控及传输系统远程解决方案,该系统能够实现高清视频的实时采集和传输,用户通过红外方便地对嵌入式高清视频前端进行控制和管理,同时客户端也能够方便地对嵌入式高清视频前端进行实时显示和远程控制,用户使用方便快捷。本文在分析高清视频技术的研究背景及其具体应用需求基础上,阐述了高清视频及其应用开发的相关技术,包括视频压缩编码技术和传输技术,嵌入式系统相关技术以及达芬奇技术。同时,给出了本文提出的系统架构,分别从嵌入式高清视频前端、汇聚服务器和客户端三个方面阐述了本文的主要工作:首先,论文详细阐述了嵌入式高清视频前端的关键部分,包括基于TMS320DM365处理器的嵌入式高清视频前端硬件开发及其基于达芬奇技术的嵌入式系统软件开发。设计并实现了嵌入式高清视频前端的软件架构,包括高清视频采集模块、视频编码模块和系统控制管理模块。此外,实现了嵌入式高清视频前端基于红外遥控的红外控制子系统。其次,对系统的汇聚服务器关键技术进行研究,以流媒体相关协议为基础实现了汇聚服务器的数据处理模块和汇聚服务器与客户端的通信模块,实现了汇聚服务器的存储转发功能。第三,实现了客户端的实时接收、解码和显示远程高清视频功能,完成了客户端基于B/S模式HTTP方式控制系统和基于MFC的客户端远程控制管理系统。最后,对本系统实现的功能进行测试。视频编码传输处理方面,在720P的分辨率下,客户端接收显示高清视频的效果良好,在可接受范围内。控制管理系统方面,红外控制子系统、HTTP控制子系统和MFC控制子系统工作良好,使用方便,能够达到预期要求。具有较好的实用价值和良好的应用前景。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 高清视频的研究背景和意义
• 1.2 系统的总体架构
• 1.3 论文主要研究工作及论文结构
• 第二章 高清视频及其传输系统相关技术
• 2.1 视频压缩编码技术
• 2.1.1 MPEG 编解码算法
• 2.1.2 H.264 编解码算法
• 2.2 高清数字视频
• 2.3 嵌入式高清视频处理技术
• 2.4 视频数据传输技术
• 2.5 本章小结
• 第三章 嵌入式高清视频前端的实现
• 3.1 嵌入式高清视频前端的硬件平台
• 3.1.1 DaVinci 嵌入式硬件开发平台
• 3.1.2 TI TMS320DM365 介绍
• 3.1.3 红外控制模块
• 3.1.4 嵌入式高清视频前端的硬件方案
• 3.2 嵌入式高清视频前端系统软件平台
• 3.2.1 DaVinci 嵌入式软件开发平台的搭建
• 3.2.2 嵌入式Linux 系统软件
• 3.2.3 文件下载
• 3.3 嵌入式高清视频前端软件的设计与实现
• 3.3.1 系统软件架构
• 3.3.2 嵌入式高清视频前端系统数据处理模块
• 3.3.3 系统控制管理模块
• 3.3.4 嵌入式设备端红外OSD 控制子系统
• 3.4 本章小结
• 第四章 汇聚服务器的设计与实现
• 4.1 汇聚服务器模型
• 4.2 服务器并发技术的研究
• 4.2.1 多进程服务器模式
• 4.2.2 多线程服务器模式
• 4.3 流媒体传输协议的研究
• 4.3.1 RTP 实时传输协议
• 4.3.2 RTCP 实时传输控制协议
• 4.4 汇聚服务器的通信控制模块
• 4.4.1 汇聚服务器和嵌入式高清视频前端通信控制模块
• 4.4.2 汇聚服务器和客户端的通信控制模块
• 4.5 汇聚服务器数据处理模块
• 4.5.1 汇聚服务器和客户端双循环缓冲实时码流
• 4.5.2 服务器端和客户端的双重控制策略
• 4.6 本章小结
• 第五章 客户端设计与实现
• 5.1 接收播放客户端的设计与实现
• 5.1.1 客户端和服务器交互控制模块
• 5.1.2 视频数据接收模块
• 5.1.3 解码播放显示
• 5.2 C/S 远程控制系统
• 5.2.1 嵌入式高清视频前端的服务守护模块
• 5.2.2 C/S MFC 控制子系统
• 5.3 B/S 基于Web 服务器的控制系统
• 5.3.1 嵌入式高清视频前端嵌入式服务器Boa 的移植
• 5.3.2 客户端浏览器远程控制流程
• 5.4 本章小结
• 第六章 系统测试
• 6.1 测试环境
• 6.1.1 测试环境搭建
• 6.1.2 测试的硬件连接图
• 6.2 测试客户端高清图像实时预览
• 6.3 控制系统测试
• 6.3.1 OSD 红外控制系统测试
• 6.3.2 C/S 控制系统测试
• 6.3.3 B/S 控制系统测试
• 第七章 总结和展望
• 7.1 本文工作总结
• 7.2 本文工作展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文
• 攻读硕士学位期间参加的科研项目