基于S3C6410的視頻監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)

摘要：為了實現(xiàn)一種簡單，可靠性高的嵌入式視頻監(jiān)控系統(tǒng)，基于三星S3C6410微處理器系統(tǒng)，結(jié)合嵌入式技術(shù)和圖像處理技術(shù)，利用S3C64 10的硬件編碼模塊MFC進行MPEG-4編碼，采用實時傳輸協(xié)議通過網(wǎng)絡(luò)進行視頻傳輸。經(jīng)局域網(wǎng)條件下測試，該系統(tǒng)采集傳輸視頻質(zhì)量較好，性能穩(wěn)定，滿足低成本、高可靠性的嵌入式視頻監(jiān)控要求。在描述系統(tǒng)框架的同時，更具體地說明了實現(xiàn)部分的關(guān)鍵代碼示例。
關(guān)鍵詞：視頻監(jiān)控；S3C6410；MPEG-4；實時傳輸協(xié)議

視頻監(jiān)控的應(yīng)用領(lǐng)域日益廣泛。隨著電子信息技術(shù)、多媒體技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展，嵌入式視頻監(jiān)控技術(shù)也得到了快速的發(fā)展。相比較傳統(tǒng)的監(jiān)控系統(tǒng)，嵌入式監(jiān)控系統(tǒng)具有成本低，小巧靈活，高可靠性等特點。本文以三星S3C6410微處理器為基礎(chǔ)處理器ARM11，實現(xiàn)了一種簡單高效的視頻監(jiān)控系統(tǒng)。系統(tǒng)既可以使用網(wǎng)線進行傳輸，也可以采用無線USB網(wǎng)卡進行無線傳輸。本文在說明系統(tǒng)框架的同時，著重對系統(tǒng)實現(xiàn)的具體軟件進行了說明。

1 系統(tǒng)的組成和工作原理
嵌入式視頻監(jiān)控系統(tǒng)由硬件部分和軟件部分組成。硬件部分由視頻采集模塊、視頻編碼模塊、網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊以及嵌入式處理器模塊組成；軟件部分基于嵌入式操作系統(tǒng)平臺，包括視頻數(shù)據(jù)采集模塊、視頻編碼模塊和網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊等。
系統(tǒng)的總體設(shè)計原理為：通過OV9653的130萬像素攝像頭采集視頻數(shù)據(jù)，然后將視頻數(shù)據(jù)發(fā)送到S3C6410的MFC(多媒體格式編解碼)模塊進行視頻編碼后，得到MPEG-4視頻流，最后將數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)模塊發(fā)送到接收端。系統(tǒng)組成框圖如圖1所示。

2 系統(tǒng)的硬件設(shè)計
2．1 數(shù)據(jù)采集模塊
視頻采集模塊采用OV9653攝像頭傳感器。OV9653攝像頭傳感器是低電壓的CMOS圖像傳感器。采集圖像的輸出格式可以是YUV／YCbCr
4：2：2或者RGB 4：2：2。
2．2 視頻編碼模塊
系統(tǒng)基于ARMSYS6410開發(fā)板開發(fā)。ARMSYS6410開發(fā)板以三星S3C6410微處理器(ARM1176JZF-S內(nèi)核)為核心。
利用S3C6410提供的MFC(多媒體格式編解碼)模塊進行編碼，將OV9653采集到的YUV格式數(shù)據(jù)編碼成MPEG-4格式數(shù)據(jù)流。同時，也可以將OV9653采集的RGB格式的數(shù)據(jù)直接顯示在LCD屏上。
2．3 網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊
基于S3C6410微處理器的ARMSYS6410開發(fā)板提供了1路10M／100M網(wǎng)絡(luò)接口，1路USB2.0-OTG，1路USB Host。在網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊中可以直接使用網(wǎng)絡(luò)接口來進行有線的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸，也可以使用USB接口的網(wǎng)絡(luò)卡來進行無線的數(shù)據(jù)傳輸。區(qū)別只是在軟件部分使用的驅(qū)動不同，而對程序的結(jié)構(gòu)沒有任何影響。
2．4 嵌入式處理器模塊
三星S3C6410微處理器(ARM1176JZF-S內(nèi)核)是一款高性能的多媒體應(yīng)用處理器，具有強大的硬件多媒體格式編解碼單元(MFC)，完善的外部設(shè)備，同時擁有高達667 MHz的運行頻率。