基于ARM的遠(yuǎn)程無(wú)線監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

圖像的采集是通過(guò)ARM-Linux調(diào)度Video4Linux和影像設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序來(lái)進(jìn)行視頻捕獲。Video4Linux是Linux影像系統(tǒng)與嵌人式影像的基礎(chǔ)，是Linux 內(nèi)核里支持影像設(shè)備的一組API，Linux在多媒體上的應(yīng)用是目前非常熱門的研究領(lǐng)域，其中最關(guān)鍵的技術(shù)則是Linux的Video4Linux。在Linux內(nèi)核中對(duì)Video4Linux進(jìn)行配置，如圖2所示。配置好以后通過(guò)bootloader下載到ARM-Linux里。USB攝像頭使用的是OV511芯片的網(wǎng)眼V2000攝像頭。在Linux操作系統(tǒng)里配置好OV511芯片的驅(qū)動(dòng)，如圖3所示。

圖2 配置Video for Linux

圖3 配置USB OV511攝像頭

通過(guò)bootloader下載到ARM-Linux里，這樣就可以通過(guò)USB攝像頭進(jìn)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(wǎng)絡(luò)傳輸，需要進(jìn)行JPEG壓縮，JPEG壓縮技術(shù)十分先進(jìn)，它用有損壓縮方式去除冗余的圖像數(shù)據(jù)，在獲得較高的壓縮率的同時(shí)能展現(xiàn)十分豐富生動(dòng)的圖像，非常適合于視頻網(wǎng)絡(luò)傳輸。基本的JPEG算法由以下步驟完成：（1）通過(guò)離散余弦變換（DCT）消除數(shù)據(jù)冗余；(2)使用量化系數(shù)矩陣對(duì)離散余弦變化系數(shù)進(jìn)行量化；(3)對(duì)量化后的系數(shù)進(jìn)行編碼，使其熵最小，熵編碼通常采用huffman可變字長(zhǎng)編碼。產(chǎn)生有損圖像壓縮的原因主要發(fā)生在第2步。JPEG標(biāo)準(zhǔn)是在變換編碼的基礎(chǔ)上，綜合應(yīng)用了DCT和哈夫曼編碼2種手段，達(dá)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(nèi)容[5]。在圖像采集的時(shí)候需要用到JPEG庫(kù)，所以需要先安裝JPEG庫(kù)。

圖4 圖像采集流程圖

在/usr/local/man/manl目錄下會(huì)生成cjpeg.l、djpeg.l、jpegtran.l、rdjpgcom.l、wrjpgcom.l、snapscreenshop.l六個(gè)文件，在/usr/local/arm/3.4.3/arm-linux/lib目錄下會(huì)生成libjpeg.a、libjpeg.la、libjpeg.so、 libjpeg.so.62、libjpeg.so.0.0五個(gè)函數(shù)庫(kù)，libjpeg.so.62、libjpeg.so.0.0就是我們需要的庫(kù)，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(shù)如下：

采集到的圖像如圖5所示。如果要進(jìn)行連續(xù)幀的采集由grab_fd.frams來(lái)確定需要采集的幀數(shù)，最多支持一次采集32幀。