基于Android的视频编码及显示存储系统设计及实现

摘要

随着计算机技术的发展，电子工艺的提高，人为需求的增长，嵌入式系统基于其自身的多功能、可靠性强、成本低、体积小，成为电子产品市场的主流技术，应用于航天，航海，飞行，无线通信，消费电子等各个领域。
　　视频采集及其显示存储系统，以其自身的直观性，方便性，内容丰富，易保持性，用于城市交通，国民生活的各个领域。随着嵌入式操作系统技术，计算机技术，固件技术的发展，使得视频采集及其现实存储技术越来越完善。
　　强大的Android平台，基于其自身特性，得到市场广泛的支持，并迅速的在世纪风靡起来。在多媒体方面，虽然其功能已经相当完备，但是据调查Android2.1和Android2.2版本，以及以前的版本虽然有支持H.264解码功能，但是并没有编码功能。Android2.3版本虽然其OpenCore中集成了H.264的编码类，但在官方发布的系统中，CAMER只能预览，不能拍照以及录像编码。所以H.264作为新一代的视频编码标准由于其在误码率、传输速率、画面质量、编码压缩率和网络适应能力等方面都优于早期的编码格式，其和Android平台的结合是大势所趋，是市场研究的重要方向之一。本文研究了基于Android2.3操作系统，采用基于ARM11微处理器的先进的硬件平台并实现硬件平台的构建，软件上采用目前国际最先进的H.264视频格式进行信息的采集显示和存储系统的实现，最后在构建的硬件平台上实现了基于Android操作系统的H.264格式的编解码和视频显示和编码后数据流存储的功能，并在实现过程中提高了常规编码的编码帧率和实现一屏多显的功能。
　　本文首先介绍了课题的研究背景及意义，并介绍了编码标准的发展历史；然后介绍并研究了Android操作系统的架构，研究了Android操作系统框架结构中各层的功能及层次的相关性。侧重介绍Linux核心操作系统；再次从总体上对系统进行软硬件设计，预测了系统在实行中将遇到的理论知识，并做理论研究，结合研究实际从理论上阐述视频系统的显示原理，最后，对硬件平台进行分析，给出预设的硬件系统，并对软件框架进行分析和设计，给出软件系统的设计方案；在完成基于Android操作系统视频采集及显示和存储的设计的基础上，分析了实际采用的软硬件平台，讲述实际工作中平台构建过程，和软件开发采纳的软工具，并研究了开发过程中遇到的问题和解决方法，另外着重介绍了Linux系统多媒体的核心支持模块，研究了核心代码；最后给出了系统经调试实现功能的核心代码，并在分析代码的基础上讲解了linux内核线程通信机制，用户空间和内核空间信息交换等方法。最终在基于ARM11体系结构的S3C6410处理器开发板上得到实现。
　　此方案具有高速率、高帧率、高性价比、高稳定性并且运行可靠的特点，是目前市场研究的一个重要方向之一。