基于ARM的遠程無線監控系統的設計與實現

圖像的采集是通過ARM-Linux調度Video4Linux和影像設備驅動程序來進行視頻捕獲。Video4Linux是Linux影像系統與嵌人式影像的基礎，是Linux 內核里支持影像設備的一組API，Linux在多媒體上的應用是目前非常熱門的研究領域，其中最關鍵的技術則是Linux的Video4Linux。在Linux內核中對Video4Linux進行配置，如圖2所示。配置好以后通過bootloader下載到ARM-Linux里。USB攝像頭使用的是OV511芯片的網眼V2000攝像頭。在Linux操作系統里配置好OV511芯片的驅動，如圖3所示。

圖2 配置Video for Linux

圖3 配置USB OV511攝像頭

通過bootloader下載到ARM-Linux里，這樣就可以通過USB攝像頭進行圖像采集，圖像采集流程如圖4所示。

采集到的圖像為BMP格式，圖像太大不利于網絡傳輸，需要進行JPEG壓縮，JPEG壓縮技術十分先進，它用有損壓縮方式去除冗余的圖像數據，在獲得較高的壓縮率的同時能展現十分豐富生動的圖像，非常適合于視頻網絡傳輸。基本的JPEG算法由以下步驟完成：（1）通過離散余弦變換（DCT）消除數據冗余；(2)使用量化系數矩陣對離散余弦變化系數進行量化；(3)對量化后的系數進行編碼，使其熵最小，熵編碼通常采用huffman可變字長編碼。產生有損圖像壓縮的原因主要發生在第2步。JPEG標準是在變換編碼的基礎上，綜合應用了DCT和哈夫曼編碼2種手段，達到了很好的圖像壓縮效果。基于離散余弦變換DCT的編碼方法，是JPEG算法的核心內容[5]。在圖像采集的時候需要用到JPEG庫，所以需要先安裝JPEG庫。

圖4 圖像采集流程圖

在/usr/local/man/manl目錄下會生成cjpeg.l、djpeg.l、jpegtran.l、rdjpgcom.l、wrjpgcom.l、snapscreenshop.l六個文件，在/usr/local/arm/3.4.3/arm-linux/lib目錄下會生成libjpeg.a、libjpeg.la、libjpeg.so、 libjpeg.so.62、libjpeg.so.0.0五個函數庫，libjpeg.so.62、libjpeg.so.0.0就是我們需要的庫，將它拷貝到arm-linux里，這樣ARM就支持JPEG壓縮格式的圖像。圖像壓縮的一些重要函數如下：

采集到的圖像如圖5所示。如果要進行連續幀的采集由grab_fd.frams來確定需要采集的幀數，最多支持一次采集32幀。