基于Davinci平台的数字视频监控系统的关键问题研究

论文摘要

视频监控系统是集多媒体信息、计算机的交互性、通信的分布性和监控的实时性等技术于一体的综合系统。如今,视频监控系统正全面迈向数字化、网络化、智能化和集成化的方向发展。本文综述了视频监控系统的发展动态及相关技术,针对目前视频监控出现的问题,提出了数字视频监控系统设计的关键技术:Davinci技术、H.264编码技术、RTP传输技术。Davinci技术是一种专门针对数字视频应用、基于信号处理的解决方案,能为视频设备制造商提供集成处理器、软件、工具和支持,以简化设计进程,加速产品创新。本文以Davinci技术的DM6446处理器为核心,结合CE（Codec Engine）框架,提出了嵌入式数字视频服务器（Digtal Video Server）的软/硬件系统架构的设计方案。H.264/AVC是ITU-T和ISO/IEC联合推出的新标准,以其高效的编码效率和良好的网络友好性成为新一代国际视频编码标准,在数字媒体领域有着非常广阔的应用前景。本文介绍了编码算法在Davinci平台上的移植和优化过程,充分利用Davinci平台的优势,采用各种优化方法对原有算法进行优化,大幅度提高了程序的执行效率,最终在Davinci平台上实现了可实时处理的编码器。RTP/RTCP协议为网络实时数据提供端到端的传输、时序重构、帧遗失检测、数据安全、拥塞控制等多种服务,支持多播或单播网络。本文对H.264的网络负载格式以及RTP/RTCP协议原理进行了分析,设计了一款嵌入式流媒体传输系统,实现了H.264的网络传输,并提出了一定的网络控制策略,为数字视频监控提供了良好的网络承载平台。最后,本文介绍了基于DirectShow技术的网络实时播放器的设计过程,进而完成整个系统的设计。通过集成测试,本系统已经达到视频监控系统的基本要求,成功实现了嵌入式实时系统、嵌入式网络、多媒体编码、流媒体传输、Davinci等技术的有效结合。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究背景
• 1.2 视频监控系统发展历史
• 1.3 国内外研究现状
• 1.4 目前视频监控存在的主要问题
• 1.5 采用新技术设计的视频监控系统
• 1.6 本文的主要工作
• 1.7 小结
• 第2章 数字视频监控基本技术及趋势
• 2.1 数字视频监控的基本技术
• 2.1.1 视频处理芯片技术
• 2.1.2 视频压缩技术
• 2.1.3 流媒体传输技术
• 2.1.4 智能视频技术
• 2.1.5 嵌入式实时操作系统
• 2.2 数字视频监控系统主流设计方案
• 2.2.1 基于PC 的数字视频监控
• 2.2.2 嵌入式数字视频监控系统
• 2.3 小结
• 第3章 数字视频监控系统软硬件架构设计
• 3.1 数字视频监控系统设计的技术要求
• 3.1.1 采用Davinci 技术平台
• 3.1.2 采用RTP 传输协议
• 3.1.3 H.264 压缩算法
• 3.2 数字视频监控系统架构设计与工作原理
• 3.3 数字视频监控系统的硬件架构设计
• 3.3.1 硬件各模块的关系
• 3.3.2 硬件模块的实现
• 3.4 数字视频监控系统软件架构设计
• 3.4.1 Davinci 平台软件开发环境创建
• 3.4.2 软件系统功能模块划分
• 3.4.3 软件系统结构层次分析
• 3.5 嵌入式驱动和应用设计
• 3.5.1 ARM 与DSP 通信驱动程序
• 3.5.2 ARM 子系统内部通信服务程序
• 3.5.3 嵌入式视频采集系统
• 3.5.4 嵌入式数据库系统设计
• 3.5.5 安全交互模块的设计
• 3.6 小结
• 第4章 H.264 编码及其在DAVINCI 平台的实现
• 4.1 H.264 标准简介
• 4.2 H.264 算法的移植
• 4.2.1 开发工具CCS 及DSP/BIOS 介绍
• 4.2.2 算法的编译
• 4.2.3 基于xDM 标准的H.264 算法封装
• 4.3 算法的测试结果
• 4.4 H.264 算法的优化
• 4.4.1 基于C64x+的程序优化基本流程
• 4.4.2 编码算法的关键性代码
• 4.4.3 C 代码级优化
• 4.4.4 线性汇编优化
• 4.4.5 指令级优化
• 4.4.6 基于EDMA 的数据调度和存储分配优化
• 4.5 优化结果
• 4.6 小结
• 第5章 基于RTP 的流媒体传输系统设计
• 5.1 RTP/RTCP 概述
• 5.1.1 RTP/RTCP 协议简介
• 5.1.2 RTP/RTCP 协议工作原理
• 5.2 现有传输系统分析
• 5.2.1 LiveMedia 综述
• 5.2.2 LiveMedia 引发的问题
• 5.3 流媒体传输系统设计
• 5.3.1 系统软件结构设计
• 5.3.2 系统主要接口设计
• 5.4 H.264 的传输
• 5.5 同步问题
• 5.6 QOS 保障
• 5.7 小结
• 第6章 客户端软件结构设计
• 6.1 客户端软件结构设计
• 6.1.1 软件功能分析
• 6.1.2 软件体系结构设计
• 6.2 基于DIRECTSHOW 的网络播放器设计
• 6.2.1 DirectShow 技术简介
• 6.2.2 环境配置与设计方案
• 6.2.3 网络播放器的设计
• 6.2.4 同步解决方案
• 6.3 小结
• 第7章 系统集成与测试
• 7.1 系统集成
• 7.1.1 NAND Flash 启动过程
• 7.1.2 软件烧写过程
• 7.2 系统测试与分析
• 7.3 小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 附录A 攻读学位期间所发表的学术论文及参加的科研项目