基于MIPS平台的视频采集处理系统的设计与实现

摘要

信息技术改变了人们的生活方式，提高了生活质量。多媒体信息，特别是数字视频信息的信息服务需求越来越高。依托微电子、计算机、通信技术的迅猛发展，高清的视频压采集处理技术的实现已成为可能。视频采集处理技术主要用在视频监控系统、机器视觉系统、视频网络服务器、安防系统、网络机顶盒等领域，其中以在视频监控领域的应用最为广泛。视频监控系统融合了微电子、通信、计算机等关键技术，具有较高的研究价值和应用前景。目前的视频监控系统大多基于PC式的监控系统，这种系统稳定性和抗干扰能力比较差、图像品质不高、不利于传输、便携性差。
　　 本文要求设计一个基于嵌入式Linux操作系统，具有高质量音频/视频实时编解码功能的视频采集处理系统。论文首先介绍了视频监控系统的发展状况，分析了PC监控系统存在的不足，及嵌入式监控系统的优势，然后对各种视频压缩技术进行比较，结合视频监控系统的实际需求选择MPEG-4视频编解码技术。MPEG-4具有很好的兼容性，很高的压缩比，压缩比可达200:1，并且成像清晰，容量小，是视频监控领域最好选择。嵌入式处理器采用的是龙芯公司基于MIPS架构的CQ8401，视频编解码芯片采用的是Vweb公司的VW2010。基于嵌入式技术的视屏监控系统直接把摄像机输出的模拟视频信号通过视频编解码芯片转换成MPEG-4的视频压缩信号，分别进行本地存储或网络传输，也可以直接解压进行实时播放。
　　 论文着重论述了视频采集处理系统总体设计方案；介绍了CQ8401的各个接口；对VW2010进行了仔细的研究，详细阐述了VW2010的工作原理、数据路径、各个接口；设计实现了系统的启动加载程序即U-boot；进行了Linux操作系统的裁剪与移植；设计实现了Linux操作系统下基于PCI总线的VW2010驱动，包括设备加载模块、设备删除模块、打开模块、关闭模块、及IOCTL和数据读写模块等，最后对系统进行了测试，系统运行状况良好，达到了预期的效果。