摘要：隨著網絡和多媒體技術的廣泛應用，數字網絡視頻得到了飛速發展。尤其在監控領域，將傳統的模擬視頻監控信號轉換為數字視頻信號，并且利用現有IP網絡設計一個不受距離限制的廉價通用網絡視頻監控設備成為了新的熱點。本文根據這方面的應用需求提出一種設計方案。本方案的實現平臺是基于Intel PXA255的嵌入式硬件平臺以及基于嵌入式Linux的軟件平臺，采用先進的MPEG-4編碼標準。最終實現一個具有實時視頻采集壓縮及傳輸功能的可以直接接入以太網的網絡攝像機。

關鍵詞：PXA255 Linux MPEG-4 網絡攝像機 流媒體技術

　　1 系統概述

　　本方案設計的是基于IP網絡的實時視頻采集、處理及傳輸系統。整個系統在嵌入式軟硬件構架上實現，無需其它設備協助就能獨立完成通用目的視頻應用，比如視頻監控和網絡視頻會議。

　　1.1 硬件系統概述

　　整個系統除攝像頭部分外都是在Intel PXA255評估平臺Sitsang(簡稱Sitsang板)上面實現的。Sitsang板以PXA255為核心，配備了大量的硬件資源，其中通信接口中的以太網控制器和USB Host控制器在本系統中尤為重要。Sitsang板采用Standard Microsystems LAN91C96以太網控制器，它通過U52與網絡相連，支持IEEE802.3的10Mb/s模式。Sitsang板采用Philips ISP1161作為USB Host控制器，使用USB Host接口可以使Sitsang板與視頻采集攝像頭相連。以太網控制器和USB Host控制器通過數據總線收發器(74LVCH32245)以及地址、數據總線驅動器(74LVCH32244)與PXA255相接。整個硬件系統如圖1所示。

　　1.2 軟件系統概述

　　整個系統軟件是在嵌入式Linux基礎之上構建的。Sitsang板使用的嵌入工Linux內核是在linux-2.4.19內核上打上patch-2.4.19-sitsang2這個補丁后編譯而成。Sitsang板使用的文件系統是針對Flash的無緩沖機制的jffs2文件系統，文件系統中包含應用程序、模塊、配置文件、圖形界面和庫等。Sitsang板使用的是基于Qt/Embedded的圖形界面系統。視頻信號的采集、壓縮和傳輸是建立在圖形界面和嵌入式Linux內核之上的。整個軟件系統如圖2所示。

　　2 系統設計

　　系統的設計目標是設計一個工作在Sitsang/Intel PXA255和嵌和試Linux平臺上，內置視頻Web服務器，采用MPEG-4編碼標準，支持相關網絡傳輸協議的網絡攝像要。系統的設計可以被分為以下幾個大部分：

　　*嵌入式Linux內核的移植和編譯，文件系統和圖形界面系統的安裝;

　　*基于嵌入式Linux視頻采集模塊的設計;

　　*視頻圖像壓縮模塊的設計;

　　*基于嵌入式Linux的網絡視頻流服務模塊的設計。

　　2.1 Linux內核、圖形界面系統及文件系統的安裝

　　2.1.1 嵌入式Linux內核的定制

　　工作在Sitsang板上的嵌入式Linux內核的定制步驟與其它嵌入式平臺的開發步驟相似，具有一定的通用性，所以在這里將不再詳述，但是要注意兩點。

　　①在解壓縮Linux內核源代碼后，假設源代碼是linux-2.4.19.sar.gz，需要為源代碼打上Sitsang板的支持補丁：%gzip-dc patch-2.4.19-sitsang2.gz|patch-p0。

　　②在使用make menuconfig定制內核時，注意要讓內核支持USB接口的攝像頭，具體步驟為：在制定菜單中選擇Multimedia devices→Video for Linux，這使得內核被配置了Video4Linux，為視頻采集設備提供了編程接口;在菜單中選擇USB Support→USB Multimedia devices→USB OV511 Camera Support，這使得在內核中加入了對4采用OV511接口芯片的USB數字攝像頭的驅動支持。