嵌入式linux的视频采集系统的设计与实现

论文摘要

随着嵌入式视频监控系统的应用越来越广泛,前端一体化、视频数字化、监控网络化、系统集成化是视频监控系统公认的发展方向。数字化和网络化的监控系统对视频采集技术的要求也变得越来越高,高清晰,超清晰的图像成为衡量视频采集性能的主要标准。因此研究并开发视频采集技术具有广阔的商业价值与科研价值。本文在深入研究Texas Instrument(TI)公司最新的Davinci技术后,针对嵌入式linux的视频监控系统设计并实现了一种基于Davinci技术的视频采集系统。主要研究内容涉及Davinci技术的硬件系统架构、软件系统架构及Linux下的应用程序开发等。本文基于整个项目的需要,充分应用TMS320DM6446具有的处理速度快、板级成本较低、硬件上留有扩展接口等视频处理优势,采用TMS320DM6446作为视频采集系统的核心处理器,重点研究了Davinci硬件平台的视频采集硬件电路和视频处理子系统的实现、Davinci软件通信机制和编程的实现、图象采集原理及H.264视频压缩模块输入的数据格式以及V4L2视频采集驱动程序实现。Davinci技术软件框架对复杂性较高的算法部分进行了模块化,大大增强了算法与应用程序的独立性,使得算法部分具有了良好的可扩展性。本文软件部分的工作为系统基础软件框架设计,探讨了软件各个功能模块的实现方式,最后实现了具有D1效果的视频采集系统应用程序基础软件框架。最后,对于论文主要完成的工作加以概括和总结。同时指出了下一阶段需要改进和完善的问题本论文的研究工作不仅具有实际的应用价值,并为基于V4L2视频采集的进一步的研究和开发奠定了一定的基础,具有实际的参考价值。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 嵌入式系统
• 1.1.1 常用的嵌入式操作系统
• 1.1.2 基于LIRUX的嵌入式操作系统
• 1.2 针对视频应用的达芬奇技术
• 1.3 研究背景和意义
• 1.4 论文研究的内容
• 第二章 基于达芬奇技术硬件结构研究
• 2.1 视频应用对处理器的选择
• 2.2 TMS320DM6446内核结构
• 2.2.1 ARM微处理器理论
• 2.2.2 ARM子系统
• 2.2.3 DSP子系统
• 2.3 视频处理子系统
• 2.4 外围控制模块
• 2.5 数字视频评估模块（DVEVM）硬件平台研究
• 2.5.1 外部存储接口(（EMIF）描述
• 2.5.2 音频和视频接口描述
• 2.5.3 网络接口描述
• 2.6 本章小结
• 第三章 达芬奇软件系统结构分析
• 3.1 双核通信机制原理分析
• 3.1.1 远程过程调用基础
• 3.1.2 Codec Engine中远程调用原理概述
• 3.2 CODEC ENGINE软件结构
• 3.2.1 Codec Engine接口分析
• 3.2.2 VISA接口分析
• 3.3 Codec Engine框架涉及的主要问题
• 3.3.1 保持数据一致性的分析
• 3.3.2 时序一致性问题的分析
• 3.4 本章小节
• 第四章 系统软件实现
• 4.1 V4L介绍
• 4.2 Video4Linux设备驱动开发
• 4.3 视频采集实现
• 4.3.1 视频设备初始化
• 4.3.2 进行采集
• 4.3.3 清理视频设备
• 4.4 本章小结
• 第五章 系统测试
• 5.1 测试环境的建立
• 5.2 Linux内核编译
• 5.3 视频采集测试
• 5.4 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 参考文献
• 致谢