超广角高分辨率网络监控系统的研究

摘要

近年来，视频监控领域随着计算机、通信技术的不断进步也取得快速发展，已经涉及教育、政府、公共场所、医院、交通、能源等各个领域。对于传统监控系统，大多数摄像头对于设备的控制过于简单，功能已经难以满足实际需求。随着受控系统和应用环境的复杂化、智能化等要求，监控系统对于监控范围、图像效果及实时性的要求也越来越高，增加这些功能将提高系统复杂度以及较高操作系统的支持，因此嵌入式网络视频监控系统必将得到迅速发展。
　　本系统主要基于TI达芬奇系列DM368开发平台研制一款基于鱼眼镜头的超广角高分辨率网络监控摄像头，它能够解决传统监控系统监控视角小、图像分辨率低、安装维护复杂的缺点，充分发挥了网络视频监控系统的优势，易安装、维护与更新。系统主要分为监控服务器端与PC客户端组成，DM368平台添加鱼眼镜头作为服务器端，负责图像的采集、编码、传输功能，另一台 PC机作为客户端负责视频流的接收、解码、校正显示。
　　本文以系统实现过程为主线，从以下几个方面介绍工作：(1)分析对比传统监控系统与网络监控的研究背景及其优缺点，提出现有网络监控的方案及本课题的研究内容；(2)论述了视频编码、流媒体技术的发展情况，重点介绍了 H.264压缩编码技术以及 RTSP、RTP流媒体传输协议；(3)介绍了达芬奇技术与DM368的外围接口电路模块，从嵌入式软件开发环境的启动方式与过程、内核的裁剪三个模块进行详细的过程介绍；(4)视频数据流的具体流程介绍，包括视频采集、H.264编码、网络传输三个部分，并详细介绍各个部分的实现方法；(5)根据 RTP解包规则进行解包，基于 Directshow框架实现网络视频接收、解码，并将鱼眼图像进行轮廓的提取，采用柱面模型展开为两幅180°视角正常显示；(6)对系统的研究内容进行了总结并对其发展进行展望。
　　系统实现了1080p、24帧/s的图像传输，画面清晰流畅，客户端能够对接收到的鱼眼图像进行180°展开显示，监控视角大，基本达到了预期的设计效果。

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引言

1 绪论

1.1 课题研究背景及意义

1.2 系统方案选择

1.3 课题的主要研究内容

2 视频编码及流媒体技术

2.1 视频编码技术

2.2 RTSP流媒体协议的报文结构

2.3 RTP协议层次和封装

2.4 DirectShow技术

2.5鱼眼校正算法研究

2.6 本章小结

3 达芬奇硬件平台及开发环境搭建

3.1 达芬奇技术

3.2核心处理器TMS320DM368

3.3开发环境的搭建

3.4 Linux启动分析

3.5本章总结

4 系统软件的实现

4.1 视频采集

4.2 视频编码

4.3 视频发送线程

4.4 本章小结

5 Directshow应用程序实现

5.1 视频流的接收与解码Filter

5.2 鱼眼校正算法研究

5.3 鱼眼校正模型

5.4 180°全景漫游展开

5.5 Directshow显示

5.6 实验结果

5.7 本章小结

6 总结与展望

参考文献

附录A DM368开发平台

在 学 研 究 成 果

致谢