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一、《基于嵌入式Linux的移动视频监控终端开发》-资源截图

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摘 要
嵌入式技术与网络、通信和多媒体技术的相互融合将成为数字视频通信领域的发展趋势。由于嵌入式数字通信系统的传输带宽有限，以往的音、视频压缩编码技术非常不利于传输高质量的实时视频。
视频编码标准中，H.264标准引入了一系列先进的视频压缩编码关键技术来有效地提升编码效率。音频编码标准中，以相同的码率编码，AAC（Advanced Audio Coding）编码标准的编码效率最高、重建音质最佳。
在Linux2.6内核中，涵盖了API：V4L2、ALSA。通过调用它们的接口，实现对摄像头、麦克风设备的控制，采集到视频、音频文件。然后根据RTMP协议将音、视频数据封装成可播放流，传至服务器。
关键字：音视频采集；Linux2.6；H.264； AAC
Abstract
Embedded technology and network,communication and multimedia technology integration will become the development trend of digital video communication field. Because the bandwidth of embedded digital communication system Co. the audio, video compression technology is not conducive to real-time video transmission quality.
In the video coding standard, H.264 standard introduces a series of advanced video compression coding technology to effectively improve the coding efficiency. Audio coding standard, with the same code rate, AAC (Advanced Audio Coding) coding standard coding efficiency is the highest, the best reconstruction quality.
In the Linux2.6 kernel, covering API:V4L2, ALSA. By calling the interface, to achieve control of the camera, microphone equipment, audio files, video capture. Then, audio and video datastreams can be packaged according to the RTMP protocol, is transmitted to the server.
Keywords: audio and video acquisition, Linux2.6, H.264, AAC
 
目　　录
1 绪论 1
1.1研究背景 1
1.1.1移动视频直播系统终端开发的发展 1
1.1.2课题所属项目的总体流程 1
1.2论文的组织 2
2 移动直播系统概述 3
2.1移动直播系统程序框架 3
2.2本章小结 5
3 实时视频采集方案 6
3.1基于V4L2的实时视频采集 6
3.1.1实时视频采集方案的软件实现 6
3.1.2实验结果 8
3.2采集视频格式转换 10
3.2.1 YUV颜色编码方法介绍 11
3.2.2 YUV4：2：2转换YUV4：2：0 13
3.3本章小结 15
4 实时音频采集方案 16
4.1基于ALSA的实时音频采集 16
4.2 PCM脉冲编码调制 19
4.2.1 PCM脉冲编码调制简介 19
4.2.2抽样 19
4.2.3量化 20
4.2.4 编码过程 21
4.2.5 CCITT建议的PCM编码规则 22
4.3本章小结 23
5 视频、音频处理库 24
5.1 H.264视频压缩编码标准简介 24
5.2 AAC音频压缩编码简介 25
5.3 音、视频元素的打包处理 25
5.3.1 RTMP协议简介 25
5.3.2 音、视频的同步问题 26
5.4 本章小结 28
6 开发环境的介绍与搭建 29
6.1 Tiny210开发板介绍 29
6.2嵌入式Linux系统的构建 30
6.2.1嵌入式Linux简介 30
6.3 本章小结 31
总结与展望 32
谢 辞 33
参考文献 34
1 绪论

1.1研究背景

1.1.1移动视频直播系统终端开发的发展

现如今，人们对于移动直播的需求逐步显现出来，人们不再只需求可以在终端上播放终端中或者是网络上已有的视频、音频，而是将需求扩大到了可以实时观看另一终端录制的视频，他们不但追求着清晰的画质，同时也对实时性有所要求。
近年来，随着数字通信技术和第三代移动通信网络的发展，多媒体通信尤其是视频、音频通信技术越来越成为人们研究的热点。视频信号的采集与传输是视频通信系统中的关键环节，而对视频信源数据的压缩编码则是保证在有限的带宽条件下传输高质量实时视频的必要前提。实现实时视频信息的采集和编码压缩，必须采用高效能的器件和编码算法，否则很难达到系统的设计要求^[1]。
而如今视频、音频信息的处理水平越来越高，为嵌入式系统的多媒体化创造了良好的条件。嵌入式系统的多媒体化将变成现实，这既为嵌入式系统的发展带来了巨大的机遇，同时也提出了新的挑战。嵌入式技术与网络、通信和多媒体技术的相互融合是未来嵌入式产品的发展趋势之一，利用嵌入式设备有限的系统资源高效地完成大数据量、高复杂度的实时视频采集与压缩编码任务，是多媒体通信发展的必然要求，同时也将给人类带来各种各样新的体验^[2]。
嵌入式系统的优缺点 
 1）系统为专用系统，所以系统小，指令精简，处理速度快 
 2）系统数据置于ROM／FLASH MEMORY，调用速度快，不会被改变，稳定性好 
 3）系统处理实时性好，性能稳定 
4）文件管理系统更适合于大量的视频数据 
5）该类系统目前四路以上机型还较为少见
 6）在网络功能、音视频同步等方面也难令人满意。
所以基于以上所述的大环境下，本文致力于实现基于Linux系统下在Tiny210开发板进行移动视频直播系统终端的开发。

1.1.2课题所属项目的总体流程

项目的总体框图如图1-1所示，PC客户端、手机客户端、ARM板客户端均可向服务器端实时传送视频，而其他PC客户端端、手机客户端、ARM板客户端以及网页都可以从服务器获取视频流，实时的观看别人上传的视频，从而实现了视频的直播。而本课题取自项目的ARM板客户端部分，实现通过用ARM板采集的音、视频，上传至服务器，供他人实时观看的功能。
2 移动直播系统概述

2.1移动直播系统程序框架

本移动直播系统最后的结果形式是Tiny开发板上的一个客户端。客户端所实现的是音、视频的移动直播功能，也就是一端ARM板所实时上传的视频，另一端（包括PC上的客户端、手机上的客户端、网页、ARM板上的客户端）可以实时观看。
该移动直播系统的总体流程如图2-1所示，首先，基于Linux提供的标准API（应用编程接口），Video For Linux 2来进行控制视频采集设备进行采集。
3 实时视频采集方案
本章介绍实时视频采集方案，包括Video for Linux 2编程接口的介绍，实时视频采集的软件实现以及采集视频的格式转换的实现。

3.1基于V4L2的实时视频采集

在Linux系统中，设备被看成一类特殊文件，称为设备文件。设备驱动程序是内核和外设之间的接口，它完成设备的初始化和释放、对设备文件的操作和中断处理等功能，为应用程序屏蔽了外设硬件的细节，使得应用程序可以象普通文件一样对外设进行操作^[1]。

3.1.1实时视频采集方案的软件实现

对于视频类设备，Linux提供了一套标准的API，即Video for Linux2。V4L2是在驱动程序和应用程序之间的一个标准接口层。本文Linux系统内核版本为2.6，内核定制过程中，已经加入了对V4L2模块及USB摄像头的支持，方案中视频的采集程序均调用V4L2模块提供的主要编程接口函数获取USB摄像头中帧图像数据。V4L2下视频编程的流程如图3-1所示。
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