基于HI3518E的网络视频监控系统的设计与实现

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针对传统视频监控系统存在系统执行效率低、画面质量较差、网络带宽受到限制以及数据网络传输过程丢包等问题,设计出一种基于HI3518E的网络视频监控系统。本系统选用HI3518E芯片作为视频编码和网络传输的主控制器,结合AR0130摄像头与rtl8201以太网卡等外设构成系统硬件平台。通过对目前压缩算法优缺点进行分析,在H.264压缩算法的基础对图像进行编码处理,最后通过RTSP实时传输协议,将H.264码流数据由服务器端发送到客户端,客户端播放器VLC解码播放,实现了远程视频监控。本系统主要研究工作如下:(1)为了解决传统视频监控系统的顺序执行模式在多个模块中存在依赖关系,而导致系统执行效率低。本系统采用多线程编程技术,将系统功能分为三个部分:视频采集与编码、RTSP网络监听以及网络发送,随后创建三个子线程,将三个功能放在各自的子线程运行,实现功能函数的宏观并行,从而提高系统执行效率。(2)为了解决本系统视频监控画面存在的画面清晰度低以及马赛克现象,本系统通过对影响视频质量的量化参数与摄像头驱动的黑电平参数进行调节,最终使得监控画面能清晰流畅的显示。(3)由于视频数据量本身较大,而网络带宽受限,降低了视频监控实时性。故设计一种基于H.264压缩算法的视频监控系统,本系统视频压缩率可达到1:107,大大减少了网络传输的视频数据量,提高了系统实时性。(4)传统视频数据的网络传输存在丢包现象,本系统采用RTSP实时传输协议对流媒体进行控制,RTSP的控制流信号采用TCP协议发送,而视频流数据依托于RTP协议发送。实验结果表明,网络传输视频数据时,无丢包现象。本文主要工作可分为硬件方案设计、软件方案设计以及系统移植三个部分。硬件设计部分首先对处理器方案进行比较,选择合适的方案并设计系统硬件框架,随后对各类图像采集传感器进行对比分析,并确定方案。软件设计部分采用多线程编程技术实现了系统多任务的宏观并行,提高系统执行效率,系统多线程分为三个子线程,包括视频数据采集与编码线程设计、RTSP监听线程设计以及视频数据网络发送线程设计。系统移植部分包括搭建嵌入式开发环境与Linux系统移植。
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