基于ARM的嵌入式视频监控系统研究与设计

论文摘要

通过对家居视频监控系统的要求以及现有的视频监控系统优缺点的研究基础上,提出了要建立的嵌入式视频监控系统的设计目标以及设计方案。首先,在研究家居视频监控系统需求与功能目标的基础上,选择了以S3C2440A微处理器为核心,采用嵌入式设计平台、Internet网络、OV9520摄像头构建视频监控系统的方案。对视频监控系统的监控终端的电路进行了设计,监控终端电路主要包括:处理器常规电路、摄像头接口电路、网络接口电路、云台控制电路以及其他外围电路。针对嵌入式视频监控系统快速视频压缩、传输的性能要求,文章对比研究了现有的视频压缩算法,从中选择了压缩效果较好、适合网络传输的MPEG-4压缩算法。并对MPEG-4压缩算法进行了一定的优化,通过实验以及实际的应用表明优化后的MPEG-4算法对比原有的算法具有压缩时间缩小近半、压缩质量基本不变的优点,适合并满足了要建立的嵌入式视频监控系统的性能要求。同时,文章还对视频监控中移动目标的跟踪算法进行了比较研究、优化。研究了Wince操作系统的特点、性能以及应用原则。研究并移植了视频监控系统操作系统以及视频监控系统的硬件驱动程序。研究并编写了视频采集程序、视频保存程序、服务器程序、客户端应用程序。搭建了视频监控系统的实验测试系统,对视频监控系统的串口通讯、网络通讯、视频采集以及压缩算法进行了测试,通过测试结果表明本文中要建立的以S3C2440A微处理器为核心,应用OV9560摄像头采集视频图像,信息传输采用互联网络传输的嵌入式视频监控系统,在电路设计、软件编写上可以运行。系统稳定、可靠。文章中设计的视频监控系统具有性价比高、体积小、功能全、操作界面友好、图像质量稳定的优点。有一定的工程应用价值,同时还具有一定推广价值。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 视频监控系统的研究背景
• 1.2 视频监控系统的研究现状与发展趋势
• 1.3 视频监控系统主要技术的研究现状与发展趋势
• 1.3.1 视频压缩算法
• 1.3.2 目标跟踪算法
• 1.3.3 传输协议
• 1.4 视频监控系统的研究意义
• 1.5 本文的主要研究内容
• 1.6 论文结构
• 第二章 嵌入式视频监控系统总体方案设计
• 2.1 视频监控系统的工作原理
• 2.2 视频监控系统的设计原则
• 2.3 视频监控系统的主要实现功能
• 2.4 视频监控系统的设计目标
• 2.5 本章总结
• 第三章 嵌入式视频监控系统的硬件设计
• 3.1 视频监控系统的总体结构
• 3.2 视频监控系统的嵌入式监控终端的总体结构
• 3.3 视频监控系统的嵌入式监控终端硬件设计
• 3.3.1 视频监控系统的嵌入式监控终端的处理器常规电路设计
• 3.3.2 摄像头接口电路设计
• 3.3.3 网络接口电路设计
• 3.3.4 云台控制电路设计
• 3.3.5 外围电路设计
• 3.4 本章小结
• 第四章 嵌入式视频监控系统软件设计
• 4.1 视频监控系统的操作系统的移植
• 4.1.1 BootLoader 移植
• 4.1.2 Wince 内核的配置及移植
• 4.2 视频监控系统的驱动程序的设计
• 4.2.1 Wince 驱动的分类
• 4.2.2 USB 接口驱动的设计
• 4.2.3 摄像头驱动程序的设计
• 4.3 视频图像的采集程序
• 4.3.1 图像分辨率设置子程序
• 4.3.2 视频图像格式转化子程序
• 4.3.3 视频图像抓捕子程序
• 4.3.4 视频图像预览子程序
• 4.4 视频图像压缩
• 4.4.1 压缩算法选择
• 4.4.2 压缩算法优化
• 4.4.3 视频压缩的实现
• 4.5 视频图像跟踪
• 4.5.1 视频图像跟踪算法选择
• 4.5.2 背景建模法
• 4.5.3 颜色聚类目标建模法
• 4.6 视频传输实现
• 4.6.1 传输协议选择
• 4.6.2 网络传输软件实现
• 4.7 本章小结
• 第五章 视频监控系统测试
• 5.1 测试系统的建立
• 5.2 视频监控系统软件测试
• 5.2.1 串口测试
• 5.2.2 网络接口测试
• 5.3 视频监控系统应用软件测试
• 5.3.1 视频采集测试
• 5.3.2 视频压缩测试
• 5.4 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 总结
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录A 攻读学位期间发表论文的目录
• 附录B 攻读学位期间主持和参加的科研项目