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《河北师范大学》 2011年
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嵌入式视频监控系统的关键技术研究

刘立松  
【摘要】:视频监控系统是一种结合了计算机技术、图像压缩技术、多媒体技术、网络技术等多项技术的计算机系统,它已广泛地被应用在医院、学校等多个场所,监控系统发展至今共经历了模拟视频监控、数字视频监控和嵌入式视频监控三个阶段,无论在哪个阶段,监控系统的设计都需要有一整套方案,主要包括监控终端、接收终端以及传输协议三方面的设计。 本文的嵌入式视频监控系统采用TI公司的DaVinci TMS320DM6446芯片作为系统的监控终端、智能手机作为接收终端以及IP/UDP/RTP网络协议结构作为视频传输的通讯机制。 首先介绍了视频监控系统的发展历程以及国内外的研究现状,从系统的总体结构框架出发对TMS320DM6446芯片、网络协议结构和手机平台进行了详细介绍。系统采用模块化设计,主要包括视频采集模块、视频编码模块、RTP传送及接收模块和解码播放模块四个部分,并从这四个模块出发介绍了H.264编码算法尤其是H.264算法的分层结构、V4L2驱动程序、RTP传输协议以及DirectShow技术。 其次研究了监控系统的两个关键技术: 一方面由于TMS320DM6446芯片是具有ARM和DSP的双核架构,双核通信的质量直接关系到视频监控中视频的质量,因此本文重点研究了双核之间的通信过程。首先介绍了嵌入式中间件——Codec框架,它是协调ARM和DSP的关键部件,并根据Codec框架提出了芯片应用程序制作的三个角色:DSP算法工程师、Codec框架集成工程师和ARM应用程序工程师,涉及内容主要有xDAIS算法和xDM算法的制作与封装以及Codec Engine文件和Codec Server文件的配置等。 另一方面视频监控系统采取IP/UDP/RTP三层网络协议结构,网络协议的好坏也是影响视频质量的一个关键因素。由于IP层MTU的限制需要对H.264算法产生的NALU的大小进行修改,再加上IP协议与UDP协议不能提供安全机制,因此NALU修改的主要工作都需要在RTP层完成,本文在RFC3984提出的三种适合H.264视频流RTP封装的基础上制作了适合本系统H.264视频流的单一打包和分割打包的RTP封装方法,试验结果表明修改的封装方法在本视频监控平台下可以得到比较流畅的视频流。 最后对所作的工作进行了总结,提出了工作中的不足以及需要改进的地方,并对将来的研究提出了展望。
【学位授予单位】:河北师范大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TP391.41

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