嵌入式网络摄像头与图像编解码应用

杨维伟

摘要：随着物联网时代的到来，嵌入式设备越来越多，视频监控与安防也越来越得到市场的青睐。网络摄像头应用也越来越多，各类摄像头层出不穷，视频监控行业发展朝着低成本、便捷、智能化的发展方向。该文提出一种基于Mjpg_streamer的视频监控终端，通过中星微ZC301摄像头为采集端，搭载S5PV210处理器的开发板为处理中心，重点研究mjpg_streamer在嵌入式设备中的应用，自己编写插件udp模块，实现视频画面实时流畅传输，以及基于移植的libjpeg库实现jpg和bmp两种图片的软编码实现。这种设计具有广泛应用，使其不再局限于B/S模式的浏览器，可以实现程序由开发者定制。

关键词：Mjpg_streamer；软编码；嵌入式；视频监控

中图分类号：TP368 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2017）05-0000-0153-02

1 背景

随着物联网时代的到来，传统的监控方式成本高、代价大、局限性也很高，已经不能很好地满足当今社会与时代的需求。Mjpg_streamer是基于linux开发的开源视频传输服务器。

通过ZC301摄像头采集的UVC图像画面数据进行jpeg格式压缩，基于TCP/IP协议栈udp进行传输到客户端，这种C/S方式的监控方式比Mjpg_streamer本身携带的http模块传输，更有利于视频数据的编解码，更实时的传输，关键速度更快又能防止网络阻塞。同时基于libjpeg库的软编解码，更适用于嵌入式RGB类显示屏的显示。

2 系统分析

本论文设计系统组成包括了软件部分和硬件部分。该系统采用C/S设计结构，以mjpg_streamer为服务器软件框架，采集端USB摄像头ZC301获取图像，通过mjpg_streamer框架下自己编写的udp模块插件进行实时传输图像，在客户端进行处理显示或其他嵌入式设备进行基于libjpeg库解码在RGB屏中显示。

3 系统硬件设计

ARM cortex-A8基于armv7架构，超标量微处理器内核，拥有出色的运行效率和功耗效率及泄密控制机制。该论文选用arm cortex-A8架构的S5PV210处理器作为其主控单元，其丰富的硬件资源足够支撑软件需求。

3.1 处理器核心部分

处理器部分是视频监控系统的核心，负责与ZC301摄像头图像数据的采集，linux系统中内核中集成了其usb、ZC301等相关驱动模块。通过移植的mjpg_streamer开源视频服务器对图像进行压缩，再经由wifi模块或路由器将视频数据流发送到视频监控端。

3.2 V4L2架构下图像数据的获取

Video4Linux（简称V4L2）是基于linux内核的应用程序接口，与图像相关，涉及到设备部分控制与图像采集、处理等过程，标准化视频应用接口，广泛应用于视频设备的系统中。

对于USB摄像头，linux驱动层提供了一套标准的文件系统接口open（） read（） write（） close（）等基本操作函数，通过这些接口函数完成对zc301摄像头图像的采集。

4 Mjpg_Streamer框架分析与udp插件设计

6 结束语

本文是基于ARM架构Cortex-A8处理器为硬件平台，将mjpg_streamer视频服务器和libjpeg库进行移植到开发板中。或修改或开发，对mjpg_streamer进行插件模块扩充，基于udp模式，使用C/S结构进行对远程监控图像数据进行处理并显示，同时基于libjpeg库也分析并实现了bmp与jpeg图片数据的软编码，更扩大了视频服务器的应用范围。

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