電梯監控系統中的視頻編解碼關(guān)鍵技術(shù)

3.2.2 修改配置文件

　　Mplayer所有可用的音、視頻解碼器均在etc 目錄下的 codec.conf 文件中聲明。所以，植入時(shí)需要在該文件中注冊自定義的硬件解碼器。文件中，使用 videocodec 關(guān)鍵字聲明新解碼器名;info關(guān)鍵字指明-help 命令執行時(shí)打印的信息;status 關(guān)鍵字表示該解碼器的工作狀態(tài);fourcc 關(guān)鍵字說(shuō)明解碼器可解析的視頻類(lèi)型，其格式為四字符的國際通用的視頻壓縮標準; driver 關(guān)鍵字指明集成在 Mplayer 內部的解碼器模塊，即所實(shí)現的解碼器名，必須和vd_info_t中定義的第二個(gè)字符串short name參數一致;out 關(guān)鍵字說(shuō)明解碼后輸出的色彩編碼格式。

3.2.3 添加解碼驅動(dòng)

　　在libmpcodec/vd.c中加入MFC的解碼驅動(dòng)。在vd.c中將硬件解碼器的vd_functions_t結構體變量添加到全局數組vd_functions_t* mpcodecs_vd_drivers[]中，該數組中保存了Mplayer當前可用的所有的視頻解碼器，這些解碼器可以通過(guò)vd_info_t中的short name所保存的全局唯一字符串來(lái)查找。MPlayer運行時(shí)，會(huì )將codec.conf中所有的視頻解碼器讀入程序，并保存在全局的數組codecs_st video_codecs[]中。vd.c中的init_best_Video_codec函數會(huì )根據video_codecs[]數組中的信息匹配當前視頻的最佳解碼器，并在mpcodecs_vd_drivers[]中查找相應的解碼函數。

3.2.4 移植Mplayer至開(kāi)發(fā)板

　　修改libmpcodec/Makefile文件，在SRCS_COMMON中添加新植入的解碼器文件以及其它相關(guān)的新增源文件。交叉編譯后，將Mplayer移植到開(kāi)發(fā)板上。為了保證最終的視頻播放效果，可以根據LCD顯示屏尺寸修改/.mplayer/config文件中的顯示配置參數。

　　至此，通過(guò)向Mplayer中植入硬件編碼器，在嵌入式設備上實(shí)現了基于S5pv210芯片的硬件解碼技術(shù)。

4 實(shí)驗測試

　　通過(guò)上述方法，設計實(shí)現了一套兼具廣告視頻播放功能的電梯監控系統樣機。系統的嵌入式端硬件實(shí)現是以S5pv210核心板為基礎，根據電梯監控應用環(huán)境擴展外圍電路，支持有線(xiàn)和無(wú)線(xiàn)以太網(wǎng)接入，支持HDMI視頻輸出以及外接SD卡存儲。軟件開(kāi)發(fā)平臺為嵌入式Linux操作系統，視頻采集利用V4L2框架實(shí)現，視頻傳輸使用UDP協(xié)議，其中視頻的硬件編解碼基于S5pv210的MFC開(kāi)發(fā)實(shí)現。針對系統的嵌入式端進(jìn)行運行測試，目的是驗證當前設計是否能滿(mǎn)足市場(chǎng)應用要求，即在降低硬件成本的同時(shí)，保證系統性能。

　　為了測試硬件編解碼的運行效率，系統加載了上一代監控產(chǎn)品的軟件編解碼代碼，進(jìn)行對比運行測試。測試過(guò)程中，實(shí)時(shí)查詢(xún)系統的CPU占用率，以執行代碼時(shí)的CPU占用率作為運行效率的量化評價(jià)指標。

　　對比測試發(fā)現，采用軟件編解碼技術(shù)的代碼執行效果很差。僅運行視頻采集功能模塊，即運行視頻編碼時(shí)，在不向服務(wù)器傳輸實(shí)時(shí)視頻的情況下，CPU占用率已經(jīng)達到71%。若同時(shí)開(kāi)啟編碼和傳輸功能，CPU占用率則上升至85%，服務(wù)器端的監視畫(huà)面出現延遲、卡頓現象。嘗試讓系統在采集傳輸視頻的同時(shí)，再播放廣告視頻，即同時(shí)運行編解碼程序，系統死機完全無(wú)響應，可認為CPU占用率達到100%。這說(shuō)明，嵌入式芯片的有限處理能力無(wú)法負荷針對PC 環(huán)境開(kāi)發(fā)的軟件編解碼程序。

　　對本文所設計的硬件編解碼程序，在相同條件下進(jìn)行測試。在單獨執行編碼程序的情況下，CPU占用率僅為30%;若同時(shí)開(kāi)啟編碼和傳輸功能，CPU占用率僅增加了3%。從測試結果來(lái)看，增加視頻傳輸對系統開(kāi)銷(xiāo)的影響幾乎可以忽略，這是由于本文設計的傳輸程序是伴隨視頻幀編碼同時(shí)進(jìn)行的，采用H.264編碼格式傳輸的數據量很小，對系統資源消耗很少。此外，從監控畫(huà)面來(lái)看，視頻無(wú)卡頓，僅有少許延遲。如果再同時(shí)運行解碼程序，CPU占用率上升至67%，系統依然正常運行，無(wú)卡頓。廣告視頻播放流暢，畫(huà)面清晰，色彩無(wú)失真。

　　對比測試的結果如表1所示，結果表明本文設計實(shí)現的視頻硬件編解碼技術(shù)很好地發(fā)揮了S5pv210芯片的多媒體處理能力，表現出良好的系統運行效率。

5 結束語(yǔ)

　　本文基于S5pv210芯片設計實(shí)現了一個(gè)嵌入式電梯遠程安全監控及視頻廣告系統。為提高電梯監控視頻的采集、傳輸、處理及存儲效率，監控視頻采用H.264格式，并針對S5pv210芯片研究并實(shí)現了H.264視頻硬件編碼技術(shù);為減少廣告視頻播放過(guò)程中的系統資源占用，針對廣告視頻開(kāi)發(fā)了硬件解碼技術(shù)，從而在一個(gè)嵌入式芯片上同時(shí)實(shí)現監控視頻采集和廣告視頻播放，以達到降低系統硬件成本及減小設備尺寸的目的。通過(guò)系統的運行測試，表明設計實(shí)現的硬件編解碼技術(shù)，相對軟件編解碼而言，系統資源占用率更低，系統運行效率更高。由于采用嵌入式設計和硬件編解碼技術(shù)，該系統產(chǎn)品化后，與前一代產(chǎn)品相比，將大大降低產(chǎn)品生產(chǎn)和施工部署成本。

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本文來(lái)源于中國科技期刊《電子產(chǎn)品世界》2016年第11期第35頁(yè)，歡迎您寫(xiě)論文時(shí)引用，并注明出處。