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随着网络技术的迅猛发展和全球信息化的加深,网络多媒体成为电子技术、计算机技术、通信技术相互结合的产物。同时,多媒体实时通信已成为网络通信中的一个非常重要的业务。基于嵌入式系统平台设计、实现视频流的实时、可靠传输,已成为嵌入式视频通信系统开发过程中的重要环节。嵌入式的视频会议、视频点播、远程教育、无人监控、数字家庭等分布式多媒体应用逐渐走入人们的生活,给人们的工作和生活带来了极大的便利。
本文以一个实际的嵌入式视频数据传输系统开发为背景,对嵌入式、流媒体网络关键技术进行研究。文章首先介绍系统的硬件平台,即UP-CUP6410实验板,概括性描述其资源、功能以及应用领域。针对当前用户需要,视频传输系统必须具备互联网通讯能力,并且能兼容旧式监视系统格式以及接口,UP-CUP6410提供相关的支持。
对ARM-Linux嵌入式系统进行深入研究,阐述bootloader,Linux2.6内核,以及文件系统三者件的关系并说明它们的工作方式;深入讨论Linux内核对设备的驱动实现,针对系统的需求,详细介绍12C字符设备的原理和实现方法。在此基础上设计MT9D111微型摄像头在实验板上的驱动程序和应用方法。接着,介绍Video4Linux2数字视频采集方法,结合FrameBuffer显示卡使用方法,提出详细的数字视频采集、显示流程;通过分析视频数据压缩的必要性,介绍MPEG-4的优点和基本原理,之后在实验板的DSP函数库基础上编写视频压缩程序。介绍RTP/RTCP协议族以及其常用的实现方法,同时结合RTSP、SDP协议描述一个完整的流媒体视频传输过程;由于本系统设计需要SIP会话协议作为流媒体控制,文章也详细介绍了SIP协议的理论和结构。
文章最后部分通过一个实验实现并测试系统各功能,介绍最新的实时数据流传输应用库Live555,并详细介绍服务器、客户端的工作方法。实验建立完整的RTSP服务器以及测试所需的网络、客户端。通过记录相关数据了解该方式的传输质量。
本系统可应用于娱乐视频点播,视频会议,远程监控系统等领域。基于嵌入式的网络视频传输系统结构十分清晰,可以方便地进行扩展和移植,并具有小型化、低功耗、稳定可靠等特点。