嵌入式Linux應(yīng)用開發(fā)教程課程設(shè)計（論文）-視頻采集程序設(shè)計.doc

遼寧工業(yè)大學(xué)嵌入式Linux應(yīng)用開發(fā)教程課程設(shè)計（論文）題目：視頻采集程序設(shè)計院（系）：電子與信息工程學(xué)院專業(yè)班級：計算機(jī)081班學(xué)號：080401014學(xué)生姓名：XXXXXX指導(dǎo)教師：XXXX教師職稱：講師起止時間：11-01-05至11-01-09課程設(shè)計（論文）任務(wù)及評語院（系）：電子與信息工程學(xué)院教研室：計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)號080401014學(xué)生姓名專業(yè)班級計算機(jī)081課程設(shè)計（論文）題目視頻采集程序設(shè)計課程設(shè)計（論文）任務(wù)課設(shè)主要內(nèi)容：視頻采集（VideoCapture）把通過攝像頭采集視頻資料，然后將模擬視頻轉(zhuǎn)換成數(shù)字視頻。而數(shù)字視頻既可以實時播放，也可以按照一定的格式保存起來以作將來觀看。視頻采集依然是當(dāng)今社會上被廣泛應(yīng)用的技術(shù)，無論是企業(yè)，商店，醫(yī)院，學(xué)校，甚至是街道，視頻采集都無處不在。一、目的根據(jù)實驗平臺所附帶的攝像頭，設(shè)計向應(yīng)得驅(qū)動程序?qū)崿F(xiàn)視頻采集。而視頻轉(zhuǎn)換格式可以應(yīng)用社會上已經(jīng)成熟的技術(shù)。二、要求了解相關(guān)攝像頭的硬件和視頻轉(zhuǎn)換的相關(guān)資料設(shè)計視頻采集模塊工作流程，編寫攝像頭視頻采集程序?qū)⒊绦蚝推渌嚓P(guān)的視頻處理模塊下載到實驗平臺嘗試運行指導(dǎo)教師評語及成績平時成績：論文質(zhì)量：答辯：總成績：指導(dǎo)教師簽字：年月日遼寧工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計說明書（論文）目錄第1章需求分析.11.1引言.11.2可行性研究前提.11.3對現(xiàn)有系統(tǒng)的分析.21.4對所建系統(tǒng)的分析.21.5具體需求分析.3第2章工作原理.52.1實驗箱工作原理.52.2攝像頭工作原理.6第3章硬件設(shè)計.72.1硬件原理.7第4章軟件設(shè)計.94.1USB攝像頭驅(qū)動程序設(shè)計.94.2基于Vide04Linux的視頻采集模塊設(shè)計.11第5章總結(jié).14參考文獻(xiàn).15遼寧工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計說明書（論文）1第1章需求分析1.1引言背景：多媒體通信技術(shù)的發(fā)展為信息的獲取和傳輸提供了豐富的手段，視頻采集是其中不可缺少的重要組成部分。視頻采集的手段多種多樣，隨著人們對降低系統(tǒng)成本和提高可靠性的迫切需求，基于嵌入式的視頻采集系統(tǒng)成為新的研發(fā)熱點。本方案以S3C2410微控制器作為硬件平臺，通過移植具有實現(xiàn)硬件功能的Linux操作系統(tǒng)，實現(xiàn)了對視頻數(shù)據(jù)的實時采集和存儲。隨著計算機(jī)技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅猛發(fā)展,公安、安防行業(yè)的發(fā)展趨勢必然是全面數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化。傳統(tǒng)的模擬閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)有很多局限性:傳輸距離有限、無法聯(lián)網(wǎng),而且模擬視頻信號數(shù)據(jù)的存儲會耗費大量的存儲介質(zhì)(如錄像帶),查詢?nèi)∽C時十分煩瑣?；趥€人計算機(jī)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)終端功能較強(qiáng),但穩(wěn)定性不好,視頻前端(如電壓耦合元件等視頻信號的采集、壓縮、通訊)較為復(fù)雜,可靠性不高。基于嵌入式Linux視頻的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)不需要用于處理模擬視頻信號的個人計算機(jī),而是把視頻服務(wù)器內(nèi)置一個嵌入式Web服務(wù)器,采用嵌入式實時多任務(wù)操作系統(tǒng)。基于嵌入式web監(jiān)控系統(tǒng)由于把視頻處理和web功能集成到一個體積很小的設(shè)備內(nèi)，可以直接連入以太網(wǎng)，達(dá)到即插即看，省掉很多復(fù)雜的電纜，安裝方便，用戶無需專用軟件。這些優(yōu)點將使得基于嵌入式視頻監(jiān)控系統(tǒng)獲得更廣泛的應(yīng)用。1.2可行性研究前提要求功能：這是一個遠(yuǎn)程視頻采集與傳輸系統(tǒng)，主要負(fù)責(zé)對監(jiān)控區(qū)域的監(jiān)控，視頻采集與傳輸，并在客戶端對視頻進(jìn)行保存方便日后查看。目標(biāo)克服傳統(tǒng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的傳輸距離近，反應(yīng)慢，故障率高和成本高的缺點，開發(fā)出新一代的基于網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程視頻采集和傳輸，使之具有傳輸距離遠(yuǎn)，反應(yīng)快，故障率低，成本遼寧工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計說明書（論文）2低，易于安裝和維護(hù)的特點。限制條件1.3對現(xiàn)有系統(tǒng)的分析1.模擬監(jiān)控系統(tǒng)：主要有攝像頭、視頻矩陣監(jiān)視器、錄像機(jī)等組成，有視頻電纜、控制電纜等連接。監(jiān)視系統(tǒng)以模擬方式傳輸，一般傳輸距離不能太遠(yuǎn)，主要用于小范圍內(nèi)的監(jiān)控，監(jiān)控圖像一般只能在控制中心查看。模擬監(jiān)控系統(tǒng)的缺點是：通常只適合小范圍的區(qū)域監(jiān)控，系統(tǒng)的擴(kuò)展能力差，無法形成有效的報警聯(lián)動，由于各部分獨立運作，相互之間的控制協(xié)議很難互通。2.數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)：在這一代監(jiān)控系統(tǒng)中，將各個攝像機(jī)獲得的視頻信號利用專門的壓縮算法進(jìn)行壓縮，然后通過內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)聯(lián)到一個PC機(jī)或工業(yè)計算機(jī)上，在這臺作為核心的計算機(jī)上進(jìn)行視頻解壓，提供視頻監(jiān)控服務(wù)。這一代的視頻監(jiān)控系統(tǒng)較模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)相比，無論在圖像質(zhì)量、保存時間以及可靠性商均有了大幅度提高。但是視頻數(shù)據(jù)的傳輸距離任然不遠(yuǎn)，還是達(dá)不到現(xiàn)在人們對視頻監(jiān)控的需求。所以說開發(fā)新一代遠(yuǎn)程視頻采集與傳輸系統(tǒng)是相當(dāng)有必要的。3處理流程和數(shù)據(jù)流程派專人在監(jiān)控室內(nèi)進(jìn)行監(jiān)控，要時時刻刻地看著監(jiān)控器，沒有主動報警功能。1.4對所建系統(tǒng)的分析在監(jiān)控區(qū)域進(jìn)行視頻采集，壓縮后用網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸?shù)奖O(jiān)控端，經(jīng)過解壓縮后顯示視頻圖像。1.工作負(fù)荷：只需一人負(fù)責(zé)即可，有異常情況會觸動警報器，工作量小。2.改進(jìn)之處：提高了監(jiān)控的距離和反應(yīng)時間，智能化，無需時時刻刻觀看監(jiān)視器。3.技術(shù)條件方面的可行性遼寧工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計說明書（論文）3互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)都已經(jīng)很成熟，基于V4L的視頻采集技術(shù)也已經(jīng)很成熟。1.5具體需求分析1外部接口需求用戶界面提供可視化的監(jiān)控界面：一個視頻窗口，一個IP地址輸入框，一個連接按鈕，一個開始按鈕，一個停止按鈕和一個保存按鈕。硬件接口支持各種常用攝像頭和常用開發(fā)板。軟件接口支持Windows和Linux操作系統(tǒng)，支持gcc和c編譯器2軟硬件需求硬件系統(tǒng)客戶端：普通PC中心服務(wù)器:處理能力較強(qiáng)的服務(wù)器監(jiān)控端：ARMS3C2410開發(fā)板+USBov511芯片攝像頭網(wǎng)絡(luò)傳輸:雙絞線網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備:二層交換機(jī)軟件系統(tǒng)客戶端：運行在linux操作系統(tǒng)下的基于QT3.3.8版本開發(fā)的客戶端程序中心服務(wù)器：運行在linux操作系統(tǒng)下的基于QT3.3.8版本開發(fā)的服務(wù)端程序ARM攝像頭服務(wù)端：運行在linux2.6.26內(nèi)核下的C語言開發(fā)的服務(wù)端程序3性能需求根據(jù)軟件工程領(lǐng)域的技術(shù)水平和開發(fā)者的