基于FFmpeg的遠程視頻監控系統編解碼

摘要：在遠程視頻監控系統中視頻數據的編碼傳輸以及解碼顯示是一個重要組成部分，通過對FFmpeg的研究學習，考慮采用FFmpeg來實現編解碼的方法。遠程監控系統由采集發送端和接收處理端組成，采集發送端使用S3C2440作為嵌入式硬件平臺，并通過USB攝像頭OV9650采集視頻數據，經過FFmpeg編碼后傳輸給接收處理端。接收處理端接收到數據后通過FFmpeg實時解碼，采用OpenCV顯示，實現遠程監控。
關鍵詞：FFmpeg；編解碼；嵌入式

0 引言
隨著視頻編解碼技術、計算機網絡技術、數字信號處理技術和嵌入式系統的發展，以嵌入式網絡視頻服務器為核心的遠程視頻監控系統開始在市場上嶄露頭角。該系統把攝像機輸出的模擬視頻信號通過內置的嵌入式視頻編碼器直接轉換成視頻流，通過計算機網絡傳輸出去。嵌入式網絡視頻服務器具備視頻編碼處理、網絡通信、系統控制等強大功能，直接支持網絡視頻傳輸和網絡管理，使得監控范圍達到前所未有的廣度。在遠程視頻監控系統中，攝像頭獲取的原始視頻流在傳輸之前需要壓縮，而FFmpeg可以將原始視頻壓縮為H264格式視頻流，H264是一種被廣泛使用的高精度視頻的錄制、壓縮和發布格式，因此采用FFmpeg來實現。

1 系統方案
系統是在S3C2440平臺上運行嵌入式Linux系統，使用CMOS攝像頭OV9650獲取實時視頻圖像數據，采用H264標準通過FFmpeg原始視頻進行壓縮編碼成視頻流，通過網絡傳輸，用戶在接收處理端經過FFmpeg解碼之后，使用OpenCV顯示播放即可實時查看遠程視頻圖像。
系統由兩部分組成：采集發送端和接收處理端，采用Client／Server設計模式來實現兩者之間的相互通信，由接收處理端向采集發送端發送控制信號，采集發送端開啟攝像頭進行視頻數據采集，采集的原始視頻數據是yuv422格式，經過FFmpcg編碼壓縮成H．264格式視頻流，經通信網絡傳輸到接收處理端；接收處理端接收到視頻流數據后，經FFmpeg解碼，通過OpenCV進行顯示。采集發送端視頻數據采集和發送采用三星公司的具有ARM920T內核的S3C2440作為嵌入式微控制器，接收處理端采用普通電腦。系統方案如圖1所示。

2 采集發送端
采集發送端主要包括嵌入式Linux平臺和攝像頭兩部分，嵌入式Linux平臺需要搭建交叉編譯環境，而攝像頭需要驅動程序才能正常工作。
嵌入式Linux平臺采用三星公司的S3C2440A處理器為硬件平臺，S3C2440A處理器是一款基于ARM920T內核的16／32bit嵌入式處理器，主頻
400MHz，最高可達533MHz,支持30／130／200萬像素CMOS攝像頭，支持linux2.4和Wince4.2雙操作系統，適合應用于對功率和成本都較敏感的嵌入式系統場合。
攝像頭采用Omni Visio公司生產的CMOS攝像頭OV9650，具有高敏感度、低功耗，高分辨率(最高1300X1028 pixels)，支持大量常用的圖像格式、支持自動圖像控制等優點。在接口上能夠保持與S3C2440的一致性。輸出圖像最大為130萬像素，輸出圖像格式包括SXGA，VGA，QVG A，CIF，QCIF等，并可以輸出不同尺寸的圖像。對于不同的輸出圖像格式，最高幀率可以不同，最高可達120f／s，輸出的8位數據格式包括YUV／YCbCr(4：2：2)、GRB(4：2：2)、原始RGB數據3種。