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嵌入式MPEG4视频服务器的设计与实现

作　者: 周长军
导　师: 廖建明
学　校: 电子科技大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: 嵌入式视频服务器 PPC405EP MPFG-4 VxWorks 操作系统
分类号: TP393.05
类　型: 硕士论文
年　份: 2004年
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内容摘要

近年来,随着网络和多媒体技术的飞速发展,和网络视频相关的应用越来越多。在监控技术领域,就正在向数字化、网络化、智能化的方向发展。本文主要针对于构建高可靠性的多媒体数字监控系统而提出了一种嵌入式网络视频服务器的设计方案,该方案比传统的多媒体监控系统相比具有体积小、成本低、稳定性高、实时性好等特点,具有很强的实际应用价值。该设备的研发是基于嵌入式POWERPC 硬件平台和嵌入式VxWorks 操作系统进行的,采用了先进的MPEG-4 视频压缩标准,可以实现多路视频图象的实时采集、压缩、网络流式媒体服务器的功能。论文首先简单介绍了关于嵌入式网络视频服务器的基本结构和功能以及系统的总体设计方案,接着系统地阐述了基于嵌入式POWERPC 构架流媒体服务器的硬件设计与实现,并给出了系统软件要点设计。该流媒体服务器可以同时实现4 路高分辨率D1 图象的实时采集、MPEG4 压缩、网络传输和本地存储。最后,木文给出了实验测试的结果,表明了该嵌入式网络视频服务器设计方案是可行的,能够完成监控系统的应用需求。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-6
目录  6-9
第一章绪论  9-15
  1.1 课题的背景及现实意义  9-11
    1.1.1 视频监控系统的发展历史  9-11
    1.1.2 嵌入式监控系统应用对象  11
  1.2 嵌入式MPEG-4 视频服务器发展最新动态  11-15
    1.2.1 PC 式DVR 与嵌入式DVR 共存  11-12
    1.2.2 更强大的网络功能  12
    1.2.3 MPEG4 仍然是主流压缩技术  12-15
第二章系统相关技术  15-26
  2.1 嵌入式MPEG-4 媒体服务器概述  15
  2.2 流媒体概念  15-18
    2.2.1 采用流式传输  15-17
    2.2.2 支持流媒体传输的网络协议  17-18
  2.3 嵌入式系统概念  18
  2.4 视频压缩算法  18-21
    2.4.1 视频压缩原理  18
    2.4.2 图象压缩的几个关键技术  18-19
      2.4.2.1 去时域冗余技术  19
      2.4.2.2 去空域冗余技术  19
    2.4.3 监控系统中的视频编码技术  19-21
  2.5 MPEG-4 压缩技术概述  21-26
    2.5.1 MPEG4---压缩技术的革命  21-22
    2.5.2 MPEG4---压缩标准构成  22-23
    2.5.3 MPEG4---在DVR 系统中应用  23-26
第三章系统总体设计  26-32
  3.1 功能需求  26-27
  3.2 系统硬件结构  27-28
  3.3 系统软件结构  28-29
    3.3.1 基于VxWorks 操作系统的软件  28-29
    3.3.2 系统上端应用软件结构  29
  3.4 VXWORKS 操作系统开发环境  29-32
    3.4.1 板极支持包的概念  30
    3.4.2 TornadoII 嵌入式开发系统概述  30-32
第四章系统硬件设计原理与实现  32-48
  4.1 MCU 的选型及设计  32-35
    4.1.2 MCU 主频设计  33-34
    4.1.3 IBM405EP 微处理器概述  34-35
  4.2 图像压缩芯片的选型及设计  35-37
    4.2.1 采用DSP 压缩解码芯片的特点  35
    4.2.2 采用专用硬解码芯片ASIC 芯片特点  35-37
  4.3 硬件单元电路设计  37-44
    4.3.1 IBM405EP 微处理器引脚信号  37
    4.3.2 时钟、电源及复位电路设计  37-39
    4.3.3 FLASH 接口电路设计与存储器寄存器配置  39-40
    4.3.4 SDRAM 接口电路  40-42
    4.3.5 10M/100M 以太网口的设计  42-43
    4.3.6 PCI 接口设计  43
    4.3.7 回放、预览及OSD 模块设计  43-44
  4.4 视频电路设计  44-46
    4.4.1 视频接口的设计与实现  44
    4.4.2 视频采集模块接口的实现  44-45
    4.4.3 数/模转换接口VGA 的实现  45-46
  4.5 系统音频电路设计  46-47
    4.5.1 模/数转换模块设计  46-47
  4.6 本章小结  47-48
第五章系统软件要点设计与实现  48-65
  5.1 Vxworks 下板极支持包的设计  48-51
    5.1.1 BSP 的组成  48-50
      5.1.1.1 BSP 的文件组成  48-50
      5.1.1.2 BSP 的函数构成  50
    5.1.3 BSP 的开发  50-51
      5.1.3.1 建立BSP 开发环境  50-51
  5.2 IBM405EP 板的初始化过程  51-56
    5.2.1 板上系统的硬件分布  51
    4.5.2 初始化IBM405EP 频率设置寄存器  51-52
    4.5.3 初始化程序  52-56
  5.3 应用软件模块要点设计  56-64
    5.3.1 系统应用软件模块结接口  56-58
    5.3.2 应用软件模块要点设计与实现  58-64
      5.3.2.1 监控服务程序和实时监控程序设计  58-61
      5.3.2.2 视频回放模块设计  61-62
      5.3.2.3 服务、管理、控制数据模块设计  62-64
  5.4 本章工作小结  64-65
第六章总结与展望  65-66
  6.1 本人工作总结  65
  6.2 工作展望  65-66
参考文献  66-69
致谢  69-70
个人简历及学术论文发表  70

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