基于ARM9的嵌入式3G無線視頻監控系統設計

圖3 嵌入式視頻監控系統軟件體系結構

3.1 攝像頭驅動程序設計

圖像的采集工作由圖像傳感器MI360 和視頻壓縮芯片ZC0301 完成，ZC0301 通過USB 接口和S3C2410 相連，因此驅動程序主要是對Linux 下USB 驅動程序的開發，ZC0301 的驅動獨立開發難度較大， 主要是既要考慮圖像采集芯片的驅動， 還要考慮USB 的驅動， 且Vimicro 沒有公布ZC0301 的詳細技術資料。Linux 下ZC0301 的驅動程序有開源代碼， 根據本系統的開發平臺進行修改、移植、重新編譯內核等操作可以完成ZC0301 的驅動程序。

3.2 圖像采集模塊設計

Video4linux(V4L) 是Linux 的影像串流系統與嵌入式影像系統的基礎，是Linux Kernel 中支持影像設備的一組APIs ， 配合適當的視頻采集卡與視頻采集卡驅動程序，可以實現影像采集、AM/FM 無線廣播、影像CODEC、視頻切換等功能。Video4linux 為二層式架構， 上層為Video4linux 驅動程序本身， 下層架構則是影像設備的驅動程序。這里用到的是Video4linux 的上層驅動程序， 即Video4linux 本身所提供給程序開發人員的APIs 。

Video4linux 視頻圖像采集流程如圖4 所示。

圖4 Video4linux 視頻圖像采集流程圖

3.3 H.264 圖像壓縮模塊設計

H.264 是ITU-T 視頻編碼專家組(VCEG) 和ISO/IEC活動圖像編碼專家組(MPEG) 的聯合視頻組（JVT） 開發的一個新的數字視頻編碼標準。在技術上，H.264 標準有很多優勢，如統一的VLC 符號編碼，高精度、多模式的位移估計，基于4×4 塊的整數變換、分層的編碼語法等。這些措施使得H.264 算法具有很高的編碼效率， 在相同的重建圖像質量下能夠比H.263 降低50%左右的碼率。

H.264 的碼流結構網絡適應性強， 增加了差錯恢復能力， 能夠很好地適應IP 和無線網絡。H.264 能以較低的數據速率傳送基于IP 的視頻流， 在視頻質量、壓縮效率和數據包恢復丟失等方面，超越了現有的MPEG-2、MPEG-4 和H.26x 視頻通信標準， 更適合窄帶傳輸，是目前監控系統最為理想的信源壓縮編碼標準。