基于A(yíng)RM9的嵌入式3G無(wú)線(xiàn)視頻監控系統設計

圖3 嵌入式視頻監控系統軟件體系結構

3.1 攝像頭驅動(dòng)程序設計

圖像的采集工作由圖像傳感器MI360 和視頻壓縮芯片ZC0301 完成，ZC0301 通過(guò)USB 接口和S3C2410 相連，因此驅動(dòng)程序主要是對Linux 下USB 驅動(dòng)程序的開(kāi)發(fā)，ZC0301 的驅動(dòng)獨立開(kāi)發(fā)難度較大， 主要是既要考慮圖像采集芯片的驅動(dòng)， 還要考慮USB 的驅動(dòng)， 且Vimicro 沒(méi)有公布ZC0301 的詳細技術(shù)資料。Linux 下ZC0301 的驅動(dòng)程序有開(kāi)源代碼， 根據本系統的開(kāi)發(fā)平臺進(jìn)行修改、移植、重新編譯內核等操作可以完成ZC0301 的驅動(dòng)程序。

3.2 圖像采集模塊設計

Video4linux(V4L) 是Linux 的影像串流系統與嵌入式影像系統的基礎，是Linux Kernel 中支持影像設備的一組APIs ， 配合適當的視頻采集卡與視頻采集卡驅動(dòng)程序，可以實(shí)現影像采集、AM/FM 無(wú)線(xiàn)廣播、影像CODEC、視頻切換等功能。Video4linux 為二層式架構， 上層為Video4linux 驅動(dòng)程序本身， 下層架構則是影像設備的驅動(dòng)程序。這里用到的是Video4linux 的上層驅動(dòng)程序， 即Video4linux 本身所提供給程序開(kāi)發(fā)人員的APIs 。

Video4linux 視頻圖像采集流程如圖4 所示。

圖4 Video4linux 視頻圖像采集流程圖

3.3 H.264 圖像壓縮模塊設計

H.264 是ITU-T 視頻編碼專(zhuān)家組(VCEG) 和ISO/IEC活動(dòng)圖像編碼專(zhuān)家組(MPEG) 的聯(lián)合視頻組（JVT） 開(kāi)發(fā)的一個(gè)新的數字視頻編碼標準。在技術(shù)上，H.264 標準有很多優(yōu)勢，如統一的VLC 符號編碼，高精度、多模式的位移估計，基于4×4 塊的整數變換、分層的編碼語(yǔ)法等。這些措施使得H.264 算法具有很高的編碼效率， 在相同的重建圖像質(zhì)量下能夠比H.263 降低50%左右的碼率。

H.264 的碼流結構網(wǎng)絡(luò )適應性強， 增加了差錯恢復能力， 能夠很好地適應IP 和無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )。H.264 能以較低的數據速率傳送基于IP 的視頻流， 在視頻質(zhì)量、壓縮效率和數據包恢復丟失等方面，超越了現有的MPEG-2、MPEG-4 和H.26x 視頻通信標準， 更適合窄帶傳輸，是目前監控系統最為理想的信源壓縮編碼標準。