電梯監(jiān)控系統(tǒng)中的視頻編解碼關鍵技術

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 關鍵字聲明新解碼器名;info關鍵字指明-help 命令執(zhí)行時打印的信息;status 關鍵字表示該解碼器的工作狀態(tài);fourcc 關鍵字說明解碼器可解析的視頻類型，其格式為四字符的國際通用的視頻壓縮標準; driver 關鍵字指明集成在 Mplayer 內(nèi)部的解碼器模塊，即所實現(xiàn)的解碼器名，必須和vd_info_t中定義的第二個字符串short name參數(shù)一致;out 關鍵字說明解碼后輸出的色彩編碼格式。

3.2.3 添加解碼驅動

　　在libmpcodec/vd.c中加入MFC的解碼驅動。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(shù)組vd_functions_t* mpcodecs_vd_drivers[]中，該數(shù)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vd_info_t中的short name所保存的全局唯一字符串來查找。MPlayer運行時，會將codec.conf中所有的視頻解碼器讀入程序，并保存在全局的數(shù)組codecs_st video_codecs[]中。vd.c中的init_best_Video_codec函數(shù)會根據(jù)video_codecs[]數(shù)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(shù)。

3.2.4 移植Mplayer至開發(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的新增源文件。交叉編譯后，將Mplayer移植到開發(fā)板上。為了保證最終的視頻播放效果，可以根據(jù)LCD顯示屏尺寸修改/.mplayer/config文件中的顯示配置參數(shù)。

　　至此，通過向Mplayer中植入硬件編碼器，在嵌入式設備上實現(xiàn)了基于S5pv210芯片的硬件解碼技術。

4 實驗測試

　　通過上述方法，設計實現(xiàn)了一套兼具廣告視頻播放功能的電梯監(jiān)控系統(tǒng)樣機。系統(tǒng)的嵌入式端硬件實現(xiàn)是以S5pv210核心板為基礎，根據(jù)電梯監(jiān)控應用環(huán)境擴展外圍電路，支持有線和無線以太網(wǎng)接入，支持HDMI視頻輸出以及外接SD卡存儲。軟件開發(fā)平臺為嵌入式Linux操作系統(tǒng)，視頻采集利用V4L2框架實現(xiàn)，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開發(fā)實現(xiàn)。針對系統(tǒng)的嵌入式端進行運行測試，目的是驗證當前設計是否能滿足市場應用要求，即在降低硬件成本的同時，保證系統(tǒng)性能。

　　為了測試硬件編解碼的運行效率，系統(tǒng)加載了上一代監(jiān)控產(chǎn)品的軟件編解碼代碼，進行對比運行測試。測試過程中，實時查詢系統(tǒng)的CPU占用率，以執(zhí)行代碼時的CPU占用率作為運行效率的量化評價指標。

　　對比測試發(fā)現(xiàn)，采用軟件編解碼技術的代碼執(zhí)行效果很差。僅運行視頻采集功能模塊，即運行視頻編碼時，在不向服務器傳輸實時視頻的情況下，CPU占用率已經(jīng)達到71%。若同時開啟編碼和傳輸功能，CPU占用率則上升至85%，服務器端的監(jiān)視畫面出現(xiàn)延遲、卡頓現(xiàn)象。嘗試讓系統(tǒng)在采集傳輸視頻的同時，再播放廣告視頻，即同時運行編解碼程序，系統(tǒng)死機完全無響應，可認為CPU占用率達到100%。這說明，嵌入式芯片的有限處理能力無法負荷針對PC 環(huán)境開發(fā)的軟件編解碼程序。

　　對本文所設計的硬件編解碼程序，在相同條件下進行測試。在單獨執(zhí)行編碼程序的情況下，CPU占用率僅為30%;若同時開啟編碼和傳輸功能，CPU占用率僅增加了3%。從測試結果來看，增加視頻傳輸對系統(tǒng)開銷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進行的，采用H.264編碼格式傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量很小，對系統(tǒng)資源消耗很少。此外，從監(jiān)控畫面來看，視頻無卡頓，僅有少許延遲。如果再同時運行解碼程序，CPU占用率上升至67%，系統(tǒng)依然正常運行，無卡頓。廣告視頻播放流暢，畫面清晰，色彩無失真。

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

5 結束語

　　本文基于S5pv210芯片設計實現(xiàn)了一個嵌入式電梯遠程安全監(jiān)控及視頻廣告系統(tǒng)。為提高電梯監(jiān)控視頻的采集、傳輸、處理及存儲效率，監(jiān)控視頻采用H.264格式，并針對S5pv210芯片研究并實現(xiàn)了H.264視頻硬件編碼技術;為減少廣告視頻播放過程中的系統(tǒng)資源占用，針對廣告視頻開發(fā)了硬件解碼技術，從而在一個嵌入式芯片上同時實現(xiàn)監(jiān)控視頻采集和廣告視頻播放，以達到降低系統(tǒng)硬件成本及減小設備尺寸的目的。通過系統(tǒng)的運行測試，表明設計實現(xiàn)的硬件編解碼技術，相對軟件編解碼而言，系統(tǒng)資源占用率更低，系統(tǒng)運行效率更高。由于采用嵌入式設計和硬件編解碼技術，該系統(tǒng)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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本文來源于中國科技期刊《電子產(chǎn)品世界》2016年第11期第35頁，歡迎您寫論文時引用，并注明出處。