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2 视频监控系统前端软件设计
无线视频监控系统前端在设计中以嵌入式Linux操作系统为核心，Linux作为一种开源的操作系统，内核可裁剪，支持多种硬件平台和较强的网络功能。Linux操作系统软件由以下几部分组成：BootLoader、Linux内核、文件系统、应用程序。其中应用程序有视频采集程序、视频压缩编码程序、视频信号发送程序。
2．1 视频采集模块
Video4Linux是Linux中关于视频设备的内核驱动，它为针对视频设备的应用程序编程提供一系列接口函数，通过使用接口提供的函数库，对摄像头进行图像采集。主要通过以下步骤对视频图像进行采集：
(1)用open函数打开视频设备，可以获得相应的文件描述符；
(2)获取视频设备属性，包括名称、类型、通道数、图像宽度、图像高度等；
(3)通过ioctl函数返回采集图像帧的属性，包括图像亮度、色彩、对比度等；
(4)视频的截取有两种方法：第一种是用read()直接读取数据，第二种是用mmap把设备文件映射到内存，用内存映射法的优点是效率高，因为进程可以直接读写内存，而不需要任何数据的拷贝，结合以上优点，选择此方法。视频采集流程图如图2所示。

2．2 视频压缩编码模块
采用ARM926-EJS内置的VPU单元硬件编码模块完成H．264压缩编码。H．264采用了基于块的动补偿和编码，同时它还采用一系列新的技术，包括：运动矢量具有亚像素精度，对于亮度信号来说可以达到1／4像素精度；运动补偿使用了块大小可以改变的运动补偿；允许使用多个参考帧；帧内编码使用帧内预测；自适应环路滤波；自适应于内容的算术编码和变长编码等，这些新技术的采用大大提升了视频的压缩率。编码过程如图3所示。
NAL为分层结构，经过VCL编码后的视频数据被组成NAL单元，一组NAL单元组成一个接入单元，一组接入单元组成一个视频序列，再根据不同应用，对视频序列进行处理。图4为流结构的NAL分层示意图。

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关键词： 前端 设计 监控系统 视频 3G 无线网络 基于