基于A(yíng)RM的移動(dòng)視頻監控系統

(2)傳輸視頻數據

本系統通過(guò)網(wǎng)絡(luò )傳輸視頻數據，用套接字(Socket)編程實(shí)現。

(3)采集線(xiàn)程與傳輸線(xiàn)程同步

流媒體服務(wù)器的設計有個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)：保證連續不斷的視頻流。針對這一點(diǎn)，本系統采用多線(xiàn)程編程，采集和傳輸并行執行。用互斥量和標志位來(lái)實(shí)現采集線(xiàn)程和傳輸線(xiàn)程的同步。

采集數據時(shí)給互斥量加鎖，直到當前幀采集完并填充完當前幀頭結構體才解鎖互斥量，再開(kāi)始傳輸。同理，傳輸當前幀時(shí)采集線(xiàn)程等待，直到當前幀傳輸完。采集完兩幀數據傳輸第二幀。傳輸完成后，采集完第三幀傳輸第三幀。依此循環(huán)，采集完第N幀傳輸第N幀。此時(shí)實(shí)際只傳輸了第2幀到第N幀，即N-1幀。

用戶(hù)的視覺(jué)反應需要時(shí)間，此丟棄第一幀的設計思想并不會(huì )使畫(huà)面失真。反而連續不斷的視頻流傳輸到客戶(hù)端為用戶(hù)能夠獲得良好的視頻質(zhì)量打下了基礎。

采集線(xiàn)程：

3.2.2 動(dòng)態(tài)網(wǎng)頁(yè)的設計

嵌入式Web服務(wù)器是Web服務(wù)器簡(jiǎn)化后的專(zhuān)用系統。本系統選用適合嵌入式系統的Boa Web服務(wù)器。Boa是一個(gè)單任務(wù)的HTTP服務(wù)器，支持能夠實(shí)現動(dòng)態(tài)Web技術(shù)的Java Script技術(shù)，源代碼開(kāi)放，性能高。同時(shí)服務(wù)器本身所占空間很小，因而十分適用于嵌入式系統。

鑒于Boa移植技術(shù)已經(jīng)很成熟，故不詳細討論。

Applet是能夠嵌入到一個(gè)HTML頁(yè)面中，且可通過(guò)Web瀏覽器下載和執行的一種Java類(lèi)。它是Java技術(shù)容器(container) 的一種特定類(lèi)型。Applet可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò )傳輸，由瀏覽器自動(dòng)裝載并執行。這恰恰非常符合本系統的要求，因此選用Applet來(lái)很好地實(shí)現動(dòng)態(tài)網(wǎng)頁(yè)，打開(kāi)網(wǎng)頁(yè)就可以看到視頻數據，方便快捷。

(1)設計流程

Applet不能單獨運行，需要嵌入在網(wǎng)頁(yè)中借助瀏覽器的解釋。必須要創(chuàng )建一個(gè)HTML文件來(lái)告訴瀏覽器需裝載什么以及如何運行它。其執行順序如下：

①瀏覽器裝入URL;

②瀏覽器裝入HTML文檔;

③瀏覽器裝入Applet類(lèi);

④瀏覽器運行Applet。

本系統Java Applet實(shí)現三個(gè)功能：視頻數據通過(guò)Socket傳送到客戶(hù)端顯示;將客戶(hù)端調節視頻帶參數發(fā)送到服務(wù)器;將客戶(hù)端點(diǎn)擊的運動(dòng)控制參數發(fā)送到服務(wù)器。其中init和start函數在A(yíng)pplet開(kāi)始執行時(shí)調用，通過(guò)start創(chuàng )建2個(gè)線(xiàn)程：用于socket通信;提供用戶(hù)界面顯示視頻和相應用戶(hù)操作。用戶(hù)界面設計用到Sun的SwingWorker類(lèi)庫。

(2)雙緩沖技術(shù)

雙緩沖技術(shù)主要應用于屏幕閃爍現象的消除。在一幀圖像的繪制過(guò)程中，如果一幀圖像的繪制時(shí)間大于屏幕的刷新時(shí)間，就會(huì )造成視覺(jué)上不連貫的效果。繪制時(shí)可在內存中建立兩個(gè)圖形緩沖區，其中一個(gè)緩沖區(前臺)用于存放顯示的當前幀，并在屏幕上顯示;同時(shí)在另一個(gè)緩沖區中完成下一幀的繪制。因為畫(huà)面的繪制過(guò)程是在用戶(hù)不可見(jiàn)的情況下進(jìn)行，自然也就消除了這種閃爍現象。

為了保證用戶(hù)的觀(guān)看質(zhì)量，本系統在動(dòng)態(tài)網(wǎng)頁(yè)的設計中引入這種雙緩沖技術(shù)。采用Java語(yǔ)言中component類(lèi)的一個(gè)可用于創(chuàng )建圖形緩沖區的方法createImage(int width，int height)，其參數為繪制區域的大小。該方法返回一個(gè)大小為繪制區域的Image對象。調用該對象的getGraphics()方法得到一個(gè) GraphiCS對象，將它視為后臺的Graphics對象。此后，可調用Graplaics類(lèi)的各種繪圖方法，以繪制所需的畫(huà)面。此時(shí)，所有的操作都是在后臺的Image對象中進(jìn)行的，并沒(méi)有顯示到屏幕上。當繪制完成后，再調用前臺Graphics對象的drawlmage(Image img，int x，int y，ImageObserver observer)方法將已準備好的Image顯示到屏幕上。其中Image參數就是createImage方法所返回后臺的Image對象，ImageObserver參數是與前臺Graphics對象相關(guān)的Component對象或其派生類(lèi)對象。

4 系統測試

在PXA270上搭建Boa，將Java Applet小程序編譯后生成的.class執行文件、HTML腳本index.html及相關(guān)文件拷貝到/var/www/下。將編譯好的流媒體服務(wù)器的二進(jìn)制文件下載到PXA270上。加載攝像頭和USB無(wú)線(xiàn)網(wǎng)卡驅動(dòng)，運行boa，再運行流媒體服務(wù)器。在PC端打開(kāi)瀏覽器輸入pxa270的IP地址，就可以看到網(wǎng)頁(yè)監控的畫(huà)面，畫(huà)面清晰且視頻流暢，如圖4所示。

5 結 語(yǔ)

本文充分利用多媒體技術(shù)和嵌入式技術(shù)各自的特點(diǎn)，介紹了一種用ARM實(shí)現移動(dòng)視頻監控的方法，給出了軟硬件設計結構及USB無(wú)線(xiàn)網(wǎng)卡驅動(dòng)的具體實(shí)現過(guò)程。設計了流媒體服務(wù)器，搭建了Boa作為Web服務(wù)器及實(shí)現了動(dòng)態(tài)網(wǎng)頁(yè)。利用USB無(wú)線(xiàn)網(wǎng)卡免去了布線(xiàn)的煩惱;利用B/S結構使得可以通過(guò)瀏覽器來(lái)監控，實(shí)現跨平臺監視;利用雙緩沖技術(shù)，實(shí)現較高的視頻質(zhì)量?；贏(yíng)RM的移動(dòng)視頻監控系統使得操作簡(jiǎn)單，攜帶方便，可靠性高，成本低，具有良好的開(kāi)發(fā)及應用前景。