基于H.264的嵌入式视频服务器的设计与开发

摘要

近年来，随着互联网技术、计算机技术和视频图像处理技术的高速发展和进步，视频监控技术正向着网络化、数字化和智能化的方向发展。同时，蓬勃发展的安全防范市场对视频图像的清晰度和稳定性也有了更高的要求。有鉴于此，本课题设计开发了一款高性能的嵌入式网络视频服务器。
　　 本课题的视频服务器是基于Freescale公司的IMX27视频处理芯片设计和开发的。服务器以裁剪的Linux为操作系统，服务端和客户端的交互通信采用多线程和短连接的方式，有效地节约了系统资源，减小了服务器CPU的利用率。为获取高清晰度的视频图像，应用自适应反交错算法分别对静止、运动图像拼接和插值，实现了反交错图像变换，保证了数据的完整性，提高了图像的清晰度。论文的最后给出了所开发服务器的具体应用实例。服务器的运行效果达到了预期的设计目标。全文总共分为五章：
　　 第一章重点介绍了本课题的背景及意义，视频监控系统的发展的历史和现状，嵌入式网络视频监控系统的优点，以及本论文设计的网络视频服务器的特点，最后探讨了视频监控系统的发展趋势。
　　 第二章重点探讨了网络视频服务器的关键技术，包括视频压缩算法，H.264编码技术，ARM核心处理器，嵌入式Linux操作系统的特点和开发步骤，最后介绍了视频服务器的视频图像的去交错。
　　 第三章研究了视频服务器的硬件结构，包括Imx27芯片、Tvp5150芯片和视频服务器的核心电路模块设计等关键技术问题。
　　 第四章是本论文的重点，主要阐述了视频服务器的软件的设计，包括软件架构的设计，Bootloader、Linux操作系统的移植和文件系统的介绍和制作，最后重点解决了应用层软件的设计，包括数据结构的设计、通信协议的设计和应用软件的各个模块的设计。
　　 第五章为本文设计视频服务器的一个工程应用实例，给出了现场视频图像的对比分析。最后一章为本文的总结和展望。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1课题背景及意义

1.2视频监控系统的历史和现状

1.3嵌入式视频监控系统的先进性

1.3.1嵌入式网络视频服务器的优势

1.3.2本文的嵌入式视频服务器的特点

1.4视频监控系统的发展趋势

1.5本章小结

第2章嵌入式网络视频服务器的关键技术

2.1视频压缩算法

2.1.1编码的基本原理

2.1.2 H.264视频编码标准

2.2 ARM核心处理器

2.2.1 ARM处理器构架

2.2.2 ARM处理器系列

2.3嵌入式Linux操作系统

2.3.1嵌入式Linux操作系统的特点

2.3.2 VideoForLinux API

2.4自适应反交错算法的应用

2.4.1摄像机的扫描方式

2.4.2常用的视频图像去交错的方法

2.5本章小结

第3章系统的硬件结构设计

3.1核心芯片介绍

3.1.2 TVP5150芯片

3.2视频服务器的硬件核心电路

3.3本章小结

第4章系统软件结构设计

4.1视频服务器软件结构

4.1.1 Bootloader引导程序

4.1.2 Linux内核的移植

4.1.3 Linux根文件系统

4.2视频服务器应用层软件的设计

4.2.1数据结构的设计

4.2.2视频服务器通信协议的设计

4.2.3视频服务器各功能模块的设计

4.3本章小结

第5章工程应用实例

5.1应用实例

5.2测试结果

5.3结论

第6章总结与展望

6.1论文总结

6.2展望

参考文献

致谢

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