智能终端实时图像采集、存储与回放技术的研究

论文摘要

本文结合作者从事实时图像处理研究的理论知识和实习时的开发项目,提供了一个基于ARM9平台的实时视频图像处理系统的实现方案,实现了本地监控功能和网络远程监控功能。本文首先分析了视频监控系统的最新发展动态,指出了现有研究与应用中存在的不足,并尝试预测监控技术未来发展的趋势。在此基础之上,作者结合以往在图像处理系统方面的研究成果和实际开发经验,提出了采用以ARM9为主体的硬件系统架构,设计一种基于AMR+Linux的嵌入式实时图像采集、存储及回放系统。文章主要从两个方面分析了嵌入式视频监控系统的设计方案。首先,从实际需求出发,详细描述了嵌入式视频监控系统硬件电路板的设计,并详细介绍了视频图像的相关知识。其次,重点讨论了交叉编译环境的建立、嵌入式Linux内核及其文件系统的裁剪与它在ARM9内核处理芯片S3C2440上的移植,以及嵌入式Linux根文件系统等相关内容。在此基础上,文章进一步分析并讨论了MiniGUI和嵌入式WEB服务器BOA在S3C2440上的移植。除此之外,文章还对Linux下用于获取视频和音频数据的API接口Video4Linux做了一定的介绍。论文还对系统的开发、调试结果进行了总结,就目前系统存在的不足和可扩展性进行了讨论,并提出了进一步改进的方向。论文结尾对图像采集及回放进行了演示。实验表明,本装置设计切实可行,功能基本满足家庭智能化的需要。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 论文选题的目的与意义
• 1.2 视频监控系统的发展动态
• 1.3 监控技术未来发展的趋势
• 1.4 课题的提出
• 1.5 课题研究内容
• 第二章 系统概述
• 2.1 视频格式介绍
• 2.1.1 视频制式介绍
• 2.1.2 图像信号相关概念
• 2.1.3 CVBS复合视频信号
• 2.1.4 RGB信号
• 2.1.5 YUV信号
• 2.1.6 扫描方式
• 2.1.7 图像的串行传输
• 2.2 系统概述
• 2.2.1 视频信号处理的基本过程
• 2.2.2 系统结构框图
• 第三章 实时图像采集、存储及回放系统的设计
• 3.1 实时图像采集、存储及回放系统的设计思想
• 3.2 图像传感器的选择
• 3.3 微处理器的选择
• 3.4 视频解码功能的设计
• 3.4.1 SAA7113的主要性能特点
• 3.4.2 SAA7113的基本原理与应用
• 3.4.3 SAA7113的寄存器简要介绍
• 3.4.4 SAA7113寄存器的配置方法
• 3.5 逻辑控制的设计
• 3.5.1 CPLD的工作方式
• 3.5.2 CPLD的作用
• 3.5.3 VHDL简介
• 3.6 存储部分的设计
• 3.6.1 帧缓存部分的设计
• 3.6.2 图像存储器的设计
• 3.7 视频编码功能的设计
• 第四章 嵌入式Linux系统的移植
• 4.1 嵌入式操作系统简介
• 4.1.1 Palm OS
• 4.1.2 Windows CE
• 4.1.3 Uc/os
• 4.1.4 嵌入式Linux
• 4.2 嵌入式Linux操作系统
• 4.2.1 嵌入式Linux简介
• 4.2.2 嵌入式Linux的内核分析
• 4.2.3 Linux的根文件系统
• 4.3 嵌入式Linux交叉编译环境的建立
• 4.3.1 交叉编译环境概述
• 4.3.2 交叉编译环境的建立
• 4.4 BootLoader引导程序
• 4.5 Linux内核的编译
• 4.6 根文件系统的制作
• 4.6.1 嵌入式Linux根文件系统概述
• 4.6.2 嵌入式Linux根文件系统的制作
• 4.7 目标镜像的下载以及烧写
• 4.8 MiniGUI的移植
• 4.8.1 MiniGUI简介
• 4.8.2 MIniGUI图形库应用模式
• 4.8.3 MiniGUI-Lite的软件架构
• 4.8.4 基于MiniGUI的程序设计
• 4.8.5 MiniGUI消息处理机制
• 4.8.6 GAL和IAL层支持
• 4.8.7 MiniGUI在本系统中的移植
• 4.9 BOA服务器的移植
• 4.9.1 嵌入式Web服务器Boa简介
• 4.9.2 CGI简介
• 4.9.3 BOA服务器的移植
• 4.10 系统调试方法
• 4.10.1 建立QVFB的调试环境
• 4.10.2 建立NFS调试环境
• 第五章 系统的软件实现
• 5.1 Video4Linux简介
• 5.2 视频采集的基本流程
• 5.2.1 V4L关键数据结构介绍
• 5.2.2 视频采集的步骤
• 5.3 视频采集的两种方法
• 5.3.1 mmap（内存映射）方式
• 5.3.2 直接读设备方式
• 5.4 系统的软件实现
• 第六章 实验结果
• 6.1 MiniGUI移植实验
• 6.2 本地监控实验
• 6.3 网络监控实验
• 第七章 结论与展望
• 参考文献
• 致谢