嵌入式视频图像传输系统的设计与实现

嵌入式系统应用

文章编号：１００８－０５７０（２００７）０３－２－００２２－０３

中文核心期刊《微计算机信息》（嵌入式与ＳＯＣ）２００７年第２３卷第３－２期

嵌入式视频图像传输系统的设计与实现

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（武汉理工大学）张素文

付薇刘明兰

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摘要：本文介绍了一种基于嵌入式Ｌｉｎｕｘ和Ｓ３Ｃ２４１０平台的视频传输系统。该系统通过ＵＳＢ摄像头采集视频数据，采用Ｖｉｄｅｏ４Ｌｉｎｕｘ模块提供的编译接口进行视频采集程序的设计，经ＭＰＥＧ－４压缩算法对视频流进行压缩编码，通过实时传输协

整个系统建立在嵌入式构架上，能独立完成实时议（ＲＴＰ）和实时传输控制协议（ＲＴＣＰ）配合使用实现流媒体数据的网络传输。

视频的采集、处理及传输功能，可广泛应用于远程监控系统、可视电话、工业控制等领域。关键词：Ｓ３Ｃ２４１０；嵌入式系统；ＭＰＥＧ－４；流媒体

文献标识码：Ｂ中图分类号：ＴＰ２２９

技

术创新

Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｈｅｐａｐｅｒｉｎｔｒｏｄｕｃｅａｖｉｄｅｏｉｍａｇｅｓｙｓｔｅｍｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｅｍｂｅｄｄｅｄＬｉｎｕｘａｎｄＳ３Ｃ２４１０．ＴｈｅｓｙｓｔｅｍｃａｔｃｈｔｈｅｖｉｄｅｏｉｍａｇｅｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅＵＳＢｃａｍｅｒａ．ＴｈｅｄｅｓｉｇｎｕｓｅｔｈｅｔｒａｎｓｌａｔｅａｎｄｅｄｉｔｉｎｔｅｒｆａｃｅｐｒｏｖｉｄｉｎｇｂｙＶｉｄｅｏ４Ｌｉｎｕｘｍｏｄｕｌｅｔｏｄｅｓｉｇｎｔｈｅｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎｐｒｏｇｒａｍｍｅｏｆｖｉｄｅｏｉｍａｇｅ．ＴｈｅｖｉｄｅｏｉｍａｇｅｂｅｃｏｍｐｒｅｓｓｅｄｂｙｔｈｅｃｏｍｐｒｅｓｓａｒｉｔｈｍｅｔｉｃｏｆＭＰＥＧ－４．Ｔｈｅｓｔｒｅａｍｍｅｄｉｕｍｂｅｔｒａｎｓｍｉｔ－ｔｅｄｂｙｕｓｉｎｇｔｈｅＲＴＰａｎｄＰＴＣＰｐｒｏｔｏｃｏｌｔｏｇｅｔｈｅｒ．Ｔｈｅｗｈｏｌｅｓｙｓｔｅｍｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｅｍｂｅｄｄｅｄｓｙｓｔｅｍ．Ｉｔｃａｎｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔｌｙｃｏｍｐｌｅｔｅｔｈｅｆｕｎｃｔｉｏｎｏｆｔｈｅｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ，ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇａｎｄｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｏｆｔｈｅｒｅａｌ－ｔｉｍｅｖｉｄｅｏ．Ｉｎｃａｎｂｅｗｉｄｅｌｙｕｓｅｄｉｎｔｈｅｆｉｅｌｄｏｆｌｏｎｇ－ｄｉｓｔａｎｃｅｍｏｎｉｔｏｒｓｙｓｔｅｍ，ｖｉｄｅｏｔｅｌｅｐｈｏｎｅ，ｉｎｄｕｓｔｒｙｃｏｎｔｒｏｌａｎｄｓｏｏｎ．

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｓ３Ｃ２４１０，ｅｍｂｅｄｄｅｄｓｙｓｔｅｍ，ＭＰＥＧ－４，ｓｔｒｅａｍｍｅｄｉｕｍ．

前言

随着通信技术的发展和网络带宽的增加，数字视频传输技术得到越来越多的应用。传统的视频传输模式逐渐被淘汰，基于ＩＰ的网络视频传输系统正在成为视频传输的主流。数字化视频可以在计算机网络（局域网或广域网）上传输图像数据，基本上不受距离限制，信号不易受干扰，可大幅度提高图像品质和稳定性。基于嵌入式的实时视频网络传输系统具备视频采集、视频编码处理、网络通信等强大功能，直接支持网络视频传输和网络管理。

网络视频传输系统包括图像采集单元、图像压缩单元、网络传输单元和主控单元四部分。专用系统使用专用芯片完成图像的硬件压缩，通用系统是基于通用处理器利用软件实现数据压缩。相对于专用系统，基于通用处理器的视频压缩方案具有可扩展性好、算法灵活等特点。

图１中：

图１系统硬件结构图

１系统硬件设计

系统硬件由ＵＳＢ摄像头、嵌入式处理器Ｓ３Ｃ２４１０、ＳＤＲＡＭ、以太网接口、电源与复位电路等ＮａｎｄＦｌａｓｈ、ＪＴＡＧ、ＲＳ２３２接口、

部分组成。视频信号由ＵＳＢ摄像头采集，经过ＭＰＥＧ－４

编码压缩，由以太网接口发送到网络上进行视频的传输。系统中视频的采集和压缩都是由软件来实现的。系统通过

ＣＰＵ：选用主控制芯片为Ｓ３Ｃ２４１０，该芯片为ＳＡＭＳＵＮＧ公司生产的基于ＡＲＭ９２０Ｔ内核的ＲＩＳＣ微处理器。

ＳＤＲＡＭ：选用ＨＹ５７Ｖ２８１６２０，它的存储容量为４组２Ｍ１６位（１６Ｍ字节），工作电压为３．３０．３Ｖ，１６位数据宽度。

ＮａｎｄＦｌａｓｈ：选用Ｋ９Ｆ１２０８，该芯片的单片存储容量为６４Ｍｘ８位，工作电压为２．７Ｖ－３．６Ｖ。

ＵＳＢ摄像头：采用龙眼公司的Ｖ３０００产品，该产品含有ＶＯ５１１芯片。

网络控制芯片：采用ＣｉｒｒｕｓＬｏｇｉｃ公司的生产的一种局域网处理芯片ＣＳ８９００。

２系统软件设计

２．１系统软件结构

嵌入式操作系统采用的是２．４．１８版本的Ｌｉｎｕｘ内核，文件

模块、配置文件和库系统采用ｙａｆｆｓ。文件系统包括应用程序、

等，图像的采集、压缩和传输是建立在嵌入式Ｌｉｎｕｘ内核之上的。系统软件结构如图２所示。

系统采用韩国Ｍｉｚｉ公司开发的Ｂｏｏｔｌｏａｄｅｒ

ＲＳ２３２接口与ＰＣ机相连，构成交叉编译调试的环境。ＪＴＡＧ调试器接在开发板的ＪＴＡＧ口上，系统通过该口与Ｓ３Ｃ２４１０通讯，系统硬件结构如图１所示。

张素文：副教授

基金项目：国家８６３项目资助（２００１ＡＡ５０１２１３）

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ｖｉｖｉ，该Ｂｏｏｔｌｏａｄｅｒ有启动加载模式和下载模式

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