《基于嵌入式linuxh.264视频传输和解码系统的研究和设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于嵌入式linuxh.264视频传输和解码系统的研究和设计（62页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、华侨大学硕士学位论文基于嵌入式 LINUX 的 H.264 视频传输与解码系统的研究与设计论文摘要本文在对嵌入式 LINUX 以及 H.264 视频处理技术进行研究的基础上，提出了一套基于嵌入式 LINUX 的 H.264 视频传输与解码系统的设计方案。该方案首先需根据应用需求来设计一个 WEB 服务工程同时搭建一个视频服务器，接着选择一个硬件平台来设计 H.264 视频下载与解码终端。系统软件方面：视频服务器使用 JAVA 语言编程和相关软件来实现，终端为基于嵌入式 LINUX的开发，并通过移植开源的 MPlayer 来实现 H.264 视频的解码播放。系统的 GUI设计和相关应用的实现是基
2、于 QT4.5 的编程开发。终端的硬件平台采用了 ARM架构的 S3C2440A 的嵌入式微处理器。论文的研究工作主要体现在以下几个方面：首先，本文研究和概述了基于嵌入式平台设计 H.264 视频传输与解码系统设计的研究背景和意义，给出了本文所采用的系统的整体设计方案。其次对嵌入式LINUX 下基于 QT 的 GUI 开发与设计进行研究和介绍。再者分析和介绍了系统中 H.264 的视频传输服务模块的设计，重点对本文采用的两个协议进行介绍，分别是：用于服务器与终端进行数据传输的 Http 协议和用于视频服务器与终端间通讯的 JSON 协议，同时还针对 JSON 通讯协议的定义进行了相关的研究和介
3、绍。然后对 H.264/AVC 的解码进行研究，给出了 CAVLC 解码的一种基于码头分组的改进算法。接着从硬件平台、软件设计等方面分析和介绍了 H.264 视频下载与解码终端的设计。最后，对全文所做的工作进行总结和展望。该系统设计方案在考虑实际的实现和应用后，在传输和通讯协议方面分别采用 HTTP 协议和 JSON 协议，该方案具有设计简单，终端页面浏览速度快的优点，在解码 H.264 的 baseline 视频时能达到大约 25fps 的帧率。关键词： 视频服务器；嵌入式 LINUX；QT；HTTP；JSON；H.264I华侨大学硕士学位论文基于嵌入式 LINUX 的 H.264 视频传输
4、与解码系统的研究与设计ABSTRACTBased on researching the embedded LINUX and H.264 video processingtechnology, this paper proposed a set of H.264 video transmission and decodingsystem design program based on embedded LINUX.To begin with, the program needs to design a web service project according toapplication re
5、quirements and to build a video server, then select a hardware platformto design the H.264 video downloading and decoding terminal. With regard to systemsoftware: the video server is designed by using the JAVA language and some relatedtools, the terminal is developed basing on embedded LINUX and by
6、transplantingopen source MPlayer to achieve decoding and playback of H.264 video. Weprogramme based on QT4.5 to implement the GUI design of the system and relatedapplications development.Terminal hardware platform uses embedded microprocessorS3C2440A with ARM architecture. The research work of the t
7、hesis is mainly reflectedin the following areas:First, an overview of research background and significance about the design ofH.264 video transmitting and decoding system based on the embedded platform wasgiven. Then the GUI development and design based on QT on embedded LINUX wasintroduced. Further
8、more introduced the design of the H.264 video transmitting andservicing module in the system, mainly introduce two protocols, the HTTP protocolwhich is used to transfer information between video server and the terminal and theJSON protocol which is used to communicate between the server and the term
9、inal.The definition of the JSON communication protocol was also introduced. Then didsome study about the decoding of H.264/AVC and introduced an improved algorithmof CAVLC decoding. Then from the hardware platform, software design and otheraspects, this thesis introduced the design of H.264 video do
10、wnload and decodeterminal. Finally, a summary and outlook about the work of the thesis was made.The system, due to using HTTP protocol and JSON agreement, has theadvantage of simple designing and fast browsing on the terminal, the frame rate canreach about 25fps when decoding H.264 video with the pr
11、ofile of baseline.Keywords: Video Server；Embedded LINUX；QT；HTTP；JSON；H.264II原创性声明本人声明兹呈交的学位论文是本人在导师指导下完成的研究成果。论文写作中不包含其他人已经发表或撰写过的研究内容，如参考他人或集体的科研成果，均在论文中以明确的方式说明。本人依法享有和承担由此论文所产生的权利和责任。学位论文作者签名：日期：学位论文版权使用授权声明本人同意授权华侨大学有权保留并向国家机关或机构送交学位论文和磁盘，允许学位论文被查阅和借阅。论文作者签名：签名日期：指导教师签名：签名日期：华侨大学硕士学位论文基于嵌入式 LINU
12、X 的 H.264 视频传输与解码系统的研究与设计第 1 章 引言1.1 本文研究的背景和意义随着 3G（第三代移动通信技术）的逐步推广应用和多媒体技术的飞速发展，高质量的视频传输已逐步取代传统的语音和文字信息成为数字通信网络的主要拓展业务之一。嵌入式技术与网络、通信和多媒体技术的相互融合将成为数字视频通信领域的发展趋势1。而高效、实用的多媒体终端设备融合了以上技术，是电子、通信领域研究的主要方向之一，使得对于基于嵌入式技术实现视频的传输、解码、播放等的研究更加迫切，并具有理论意义和实践意义1。在视频压缩算法领域，MPEG-4 已经取得了令人瞩目的成果，然而 H.264 却有着更加优越的性能。
13、相对于 H.263 和 MPEG-4 视频标准。H.264 标准有更高的压缩效率和图像质量。在同等的图像质量条件下，H.264 的数据压缩比 MPEG-2高 2-3 倍，比 MPEG-4 高 1.5-2 倍。H.264 更高的压缩比和更低的带宽需求，为实时应用（如视频电话）和非实时应用（如存储、广播或者流媒体)提供了一个优良的视频压缩编解码通用工具2。尽管 H.264 具有很多以往的标准无法比拟的优点，但是 H.264 性能的大幅度提升很大程度上是以计算复杂度的大幅增加为代价的。包括分层设计、多模式高精度运动补偿、多参考帧预测、统一变长编码和基于内容的算术编码等等，这些都显著提高了预测，但同时
14、也大幅提升了计算复杂度。它运算复杂度提升依然带来了问题，即一般的处理芯片很难满足实时解码的要求3。目前主流的嵌入式平台 DSP， ARM 的发展很大程序上缓解了这个问题 ,很多主流公司都采用ARM+DSP 的双核处理器方案来实现在移动平台上解码 H.264。ARM 系列处理器是 RISC(Reduced Instruction Set Computer，精简指令集计算机)体系的典型代表。RISC 的特点是指令及其格式精简，操作和控制简单。所以基于 RISC 体系的处理器结构简洁、体积小、功耗小，非常适合于嵌入式应用。截至目前，ARM 已占据了嵌入式处理器市场 80以上的份额3。由于 ARM 芯
15、片的多媒体处理能力不断增强，利用 ARM 来实现 H.264 的编、解码也逐渐变得可行，也有公司推出了双 ARM 核的处理器方案，进行系统任务和视频编解码，因为 ARM 芯片的通用性，必将能够在未来的 H.264 芯片市场占据一席之地。本文的 H.264 视频处理系统采用了 ARM 构架处理器。1华侨大学硕士学位论文基于嵌入式 LINUX 的 H.264 视频传输与解码系统的研究与设计现在的嵌入式系统可采用的操作系统很多，采用 Linux 做嵌入式的优势，首先，Linux 是开放源代码的，不存在黑箱技术，遍布全球的众多 Linux 爱好者又是 Linux 开发者的强大技术支持；其次，Linux
16、 的内核小、效率高，内核的更新速度很快；第三，Linux 是免费的 OS，在价格上极具竞争力。所以本文选择了基于嵌入式 LINUX 的开发。随着 Internet 的发展，嵌入式技术与 Internet 技术的结合日益密切，这种结合正在推动着嵌入式技术的快速发展。基于 IP 网络的多媒体终端设备具有体积小、功耗低、便携等优点，有着非常好的应用前景。基于嵌入式 LINUX 的 H.264 视频传输与解码系统的研究与设计的课题正是在上述背景下提出的。本文充分考虑了系统的实际实现难度与相关应用前景，提出了一套完整的 H.264 视频传输与解码播放的设计方案，该系统能够实现在所设计的终端上轻松自如和安全地下载丰富的高清视频并进行解码播放，有着较好的理论和实践意义。1.2 系统整体设计方案本节给出了基于嵌入式 LINUX 的 H.264 视频传输与解码系统设计的整体方案。该方案采用服务器和客户端模式，其整体设计框架如图 1-1 所示。Http协议请求、发送挂载JSON协议WEB服务项目工具：Eclipse语言 ：JAVAH.264视频服务器工具：Tomcat6.0.18通讯
