摘要：視頻監(jiān)控系統隨著嵌入式技術、多媒體技術、計算機網絡技術的快速發(fā)展也在不斷地更新。本文設計實現了一個基于嵌入式處理器ARM9的網絡視頻監(jiān)控系統。利用linux操作系統提供的V4L2 API實現對視頻設備的視頻數據采集；使用Libjpeg進行視頻壓縮，實現了視頻數據的網絡傳送和遠程監(jiān)控?；谇度胧郊夹g的網絡視頻監(jiān)控系統與傳統的視頻監(jiān)控系統相比具有體積小、成本低、穩(wěn)定性高、實時性好等優(yōu)點，具有廣闊的應用前景。

關鍵詞：ARM9；Linux；視頻監(jiān)控；WEB服務器

中圖分類號：TP277 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9599 （2012） 23-0000-02

1 前言

隨著網絡帶寬的提高和成本的降低以及各種實用視頻處理技術的出現，視頻監(jiān)控步入了全數字化的網絡時代。近兩年隨著遠程監(jiān)控系統應用于各個領域，對視頻監(jiān)控系統的要求也更高：操作簡單、實時可靠、多功能、數字化、經濟實用的視頻監(jiān)控系統的開發(fā)和設計越來越多地受到人們的矚目。基于嵌入式技術的網絡化視頻監(jiān)控系統應運而生?；谇度胧絎EB監(jiān)控系統由于把視頻處理和WEB功能集成到一個體積很小的設備內，能連入以太網，達到即插即看，安裝方便，用戶界面通過WWW瀏覽器實現，不必是專門的網絡硬件環(huán)境也無需專用軟件。

2 系統硬件設計

系統拓撲結構如圖1。系統采用B/S架構。視頻由USB攝像頭輸入，支持YUYV和MJPEG的攝像頭。視頻數據通過USB傳輸到arm開發(fā)板。開發(fā)板與客戶端通過互聯網連通。用戶在瀏覽器地址欄輸入網址和端口，登錄后可以在瀏覽器頁面看到監(jiān)控的視頻畫面，同時支持多個瀏覽器同時顯示。

3 視頻采集的實現

3.1 視頻采集。攝像頭采集到的視頻數據并不能直接發(fā)送給瀏覽器顯示，需要進行圖像格式，文件格式等轉換后才能傳送給瀏覽器顯示，為了減少碼流通常還需要圖像壓縮。大多數攝像頭都是以MJPG/YUV格式輸出視頻。本設計中需要將攝像頭輸出的YUV格式的圖像數據，通過libjpeg壓縮為JPEG。libjpeg 是一個完全用C語言編寫的庫，包含了被廣泛使用的JPEG解碼、JPEG編碼和其他的JPEG功能的實現。但是libjpeg不支持直接壓縮YUV，因此先將YUV數據轉換成RGB再調用libjpeg庫來壓縮成JPEG。

3.2 Socket編程。視頻的傳送需要遵照一定的協議才能正確實現數據發(fā)送，包括網絡通信協議TCP/IP，以及Linux操作系統中的網絡編程即Socket編程。

在Linux中的網絡編程是通過Socket接口來進行的。它是一種特殊的I/O接口，也是一種常用的進程之間的通信機制，通過它不僅能實現本地機器上的進程之間的通信，而且通過網絡能夠實現在不同機器上不同進程之間進行通信。

Socket信息保存在sockaddr_in結構中。在Linux中所有設備都看作文件，創(chuàng)建Socket后，返回描文件描述符，隨后的連接、數據收發(fā)等操作都是通過該文件描述符操作的。本系統使用TCP協議作為傳輸層協議。

TCP協議socket編程流程如圖2。首先服務器端和客戶端都必須創(chuàng)建Socket，它是通信的基礎。服務器綁定了IP和端口等之后，執(zhí)行監(jiān)聽，接著調用accept等待客戶端發(fā)送連接請求。此時，客戶端可以跳過綁定，直接向服務器發(fā)送連接請求connect，雙方便建立通信連接。若連接成功，雙方就可以實現收發(fā)數據。通信結束后雙方都要關閉Socket，并釋放Socket結構。

3.3 測試結果。（1）在瀏覽器地址欄輸入：http：//172.16.64.119：8080/，其中172.16.64.119為arm的IP地址，8080為端口號，在output_init函數中指定。輸入用戶名和密碼，如圖3。（2）登錄后即可看到攝像頭捕獲的圖像，效果如圖4。

4 結束語

上述基于ARM的遠程視頻監(jiān)控系統的設計，獲得了較好的圖像和視頻的監(jiān)控效果，在圖像壓縮時采用的Libjpeg的壓縮效率不是很高，今后考慮移植效率更高的壓縮庫。

智能監(jiān)控是視頻監(jiān)控未來的發(fā)展方向。下一步考慮通過ARM的遠程視頻監(jiān)控，對視頻進行智能行為識別算法的研究，對監(jiān)控場景中的人或車輛的行為進行識別、判斷，從而實現智能化。

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*基金項目：湖南省高等學?？茖W研究項目（11C0368）資助。

[作者簡介]

吳樂（1981-），女，湖南人，碩士研究生，講師。研究方向：計算機應用技術。