基于嵌入式的视频采集压缩传输系统的设计与实现

摘要

图像视频采集、压缩、传输技术在工农业生产、军事、医学、消费电子以及安全监控等领域有着极广泛的应用。传统的图像视频采集压缩传输系统是由CCD摄像头，采集卡和计算机组成，一般功能较为齐全，但体积较大，价格高。随着嵌入式设备的出现和发展，该系统朝着微型化、网络化和智能化的方向发展。嵌入式图像视频采集压缩传输系统一般是由微型摄像头、图像处理与微处理器芯片和存储器等构成的专用电路系统，具有体积小，功能强，接口丰富等特点，可作为一个智能模块广泛使用于各种网络和大型监控系统等应用环境中。随着微处理器性能的改进以及快速专用图像处理芯片的出现，嵌入式图像视频采集压缩传输系统的应用将会越来越广泛。 本文提出了一种基于ARM处理器的嵌入式图像视频采集压缩传输系统的解决方案。该方案使用Motorola公司DragonBall系列嵌入式处理器MC9328MX1/MXL(ARM920T)为CPU，该CPU内置硬件加速单元，功能强大，适合图像处理；图像视频采集模块采用OV7640 CMOS图像传感器，通用性强；系统软件平台使用嵌入式Linux操作系统；压缩算法采用H.263标准，算法成熟，压缩比高；图像传输模块采用RTP/RTCP协议，能够根据网络状况动态调整传输速率；系统GUI用Qt/Embedded建立，界面友好，方便人机交互。系统采用模块化设计，各部分相互协调、形成了一个完整的图像视频采集、压缩、传输系统，并具有跨平台网络传输功能。由于使用ARM处理器，平台功耗较低，图像视频采集压缩完成后可通过TCP/IP网络向上位机传输实时图像视频信息。该方案由于采用开源的linux操作系统，并未使用商用的软件包，完全从底层开发，使整个平台软件部分开发成本较低，具有广泛的市场前景。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1引言

1.2课题研究的背景及发展现状

1.2.1图像视频采集、压缩、传输技术的发展

1.2.2嵌入式系统现状

1.2.3嵌入式图像视频采集装置的发展现状

1.3课题的提出及研究价值

1.4论文的研究内容

1.4.1研究内容

1.4.2论文结构

第2章系统方案设计

2.1系统硬件方案

2.1.1硬件平台的确定

2.1.2图像视频采集模块硬件设计

2.2软件方案设计

2.2.1软件平台的确定

2.2.2图像视频压缩标准的选择

2.2.3系统GUI的选择

2.3本章小结

第3章H.263视频压缩标准

3.1色彩空间

3.1.1 YUV格式

3.1.2 YUV与RGB的相互关系

3.1.3 YUV格式视频

3.2视频图像压缩的基本依据

3.3 H.263低码率视频编码简介

3.3.1 H.263基本框架

3.3.2 H.263视频编码的基本原理

3.4 AAN快速算法

3.5本章小结

第4章系统GUI的建立

4.1 Qt/Embedded和Qtopia在MC9328上的移植

4.1.1 PC机上交叉编译环境的建立

4.1.2 Qt/Embedded的移植

4.1.3 Qt/Embedded和Qtopia的交叉编译与运行

4.2 Qt/Embedded和Qtopia下应用程序的实现

4.2.1 Qt/Embedded应用程序的实现

4.2.2向Qtopia移植应用程序

4.3其他GUI的移植

4.3.1 Microwindows的移植

4.3.2 MiniGUI的移植

4.4本章小结

第5章系统软件设计

5.1嵌入式程序设计与实现

5.1.1嵌入式操作系统的介绍

5.1.2程序设计方式

5.2下位机部分软件设计与实现

5.2.1图像视频采集模块的驱动开发

5.2.2图像视频采集显示程序的设计

5.2.3图像预处理和压缩

5.2.4图像视频传输模块软件设计

5.3上位机软件的设计与实现

5.4结果分析

5.5本章小结

结论

参考文献

附录

攻读硕士学位期间所发表的学术论文

致谢