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基于嵌入式Linux视频的网络监控系统设计

来源:中国一卡通网  作者:中国一卡通收录  发布时间:2011-12-02 08:20:29  字体:[ ]

关键字:视频监控  嵌入式Linux系统  数据采集  

摘   要:  嵌入式Linux视频网络监控系统是电工电子装置、计算机软硬件以及网络、通信等多方面的有机组合体,它以智能化、网络化、交互性为特征,结构比较复杂。如果利用OSI七层模型的内容和形式,把相应的数据采集控制模块硬件和应用软件以及应用环境等有机组合,可以形成一个统一的系统总体框架。


  2.2.2 视频压缩编码的设计

  本设计选用了基于对象的MPEG-4视频编码技术,首先对输入的任意形状的VOP序列,用基于块的混合编码技术编码。处理顺序是先帧内VOP,后帧间VOP和双向预测VOP。

  在对VOP的形状信息编码之后,取得任意形状VOP的采样,每个VOP用宏块栅格划分成不相交的宏块,每个宏块含有四个8×8的像素块,以进行运动估计和补偿及纹理编码。已编码的VOP帧保存在VOP帧存储器中。运动向量在当前VOP帧和已编码VOP帧之间计算。对将被编码的块或宏块,计算其运动补偿预测误差。运动补偿预测后的I-VOP及误差用8×8块DCT编码,并进行DCP系数的量化,然后是行程编码和熵编码。

  最后,形状、运动和纹理信息复合成VOL位流输出。这种编码方法可以允许用户修改、增加或重定位一个视频场景中的对象,甚至可以转换场景中对象的行为。对于不同的带宽和计算复杂性需求,不必针对每种情况分别编码,可以使用同一个视频位流,而采用不同的参数以选择不同的层以获得灵活性。在出现网络拥塞、丢包等现象时仍能提供连贯性较好的视频图像。视频压缩编码进程将编码后的的视频存放到已编码视频缓冲队列中,同时激活或等待直播进程和存储管理进程的相应处理。

  2.2.3 网络通信模块设计

  网络通信模块是系统的主体部分,它包含三个数据通道:监听通道、控制通道和视频数据通道。监听通道用来传输控制前端设备的命令数据;视频数据通道用来传输各个组的视频数据。三个通道采用不同的通信端口,所以各个通道传输数据彼此独立。网络通信模块设计开发是通过网络编程接口(Windows Socket,简称Winsoek)来实现的。按照系统浏览器,服务器的阿络传输模型。在服务器端建立了以SOCKET为类型的监听套接字、控制套接字;在客户端建立了SOCKET类型的请求套接字、控制套接字,这些都是采用ICP协议封装传输数据的。

  另外,在服务器和客户机两端都用到了一个组播类(CMuhieast),它是专门为视频传输而封装的类。由CObject派生而来,其中定义了以 SOCKET类型的收发视频数据的套接宇和组套接字,从而实现了用组播通信方式来传输UDP协议封装的视频数据包。系统中IP网络数据通信流程如图3所示。 



  IP网络数据通信流程

  下面给出在服务器端建立监听套接字和控制套接字的程序。

  …… 

  int ret="O": 

  BOOL bFlag="TRUE"://设置套接字为可重用端口地址

  ret=setsoekopt(IInfo.listenSocket,SOL_SOCKET,SO_REUSE

  ADDR,(char)*&bFlag,sizeof(bFlag));

  SOCKADDR_IN sockAddr;

  char*addr=severaddr.GetBuffer(0); //定义监听套接字

  //的地址

  sockAddr.sin_family=AF_INET;

  sockAddr.sin_addr.S_un.S_addr

  =inet_addr(addr);

  sockAddr.sin_port=htons(PORT):

  if(bind(IInfo.1istenSoeket,(LPSOCKADDR)

  2.2.4 控制模块设计开发

  控制模块实现了用户对前端设备如镜头、云台和画面切换的控制。服务器在接收到由客户中心监控终端发送过来的控制信息帧后,对其进行判断解析,并送入各个相应的控制部件接口,以实现相应的控制。

  3 实验结果

  将视频监控系统的web服务器连接到局域网,然后接入Intemet,给web服务器分配一个IP地址。在用户终端,由于使用普通的浏览器只能显示单画面,很不方便,使用微软公司的VC6.0配合微软的浏览器控件,只需几分钟就可完成一个多画面的浏览器软件。在浏览器的地址栏中直接输入视频服务器的地
址,即可在浏览器页面中播放远程实时稳定、流畅的图像,取得了良好的监控效果。

  基于嵌入式Linux视频的网络监控系统的Web服务器直接连入网络,没有线缆长度和信号衰减的限制,同时网络是没有距离概念的,彻底抛弃了地域的概念,扩展了布控区域。又由于视频压缩和Web功能集中到一个体积很小的设备内,直接连入局域网或广域网,即插即看,系统的实时性、稳定性、可靠性大大提高,无需专人管理,非常适合于无人值守的环境。随着计算机技术、网络技术的迅速发展,人们对视频监控系统的要求会越来越高。相信该系统在电子商务、视频会议、远程监控、远程教学、远程医疗、水利和电力监控等方面有广阔的应用前景。

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