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1、安徽理工大学硕士研究生选题报告及论文工作计划表课题名称： 基于嵌入式linux下的视频监控系统的研究 硕士生姓名： 赵舒畅 入学年月： 2013.09 所属院(系)： 电气与信息工程学院 学科专业： 电路与系统 评议组成员姓名： 1、课题来源： 国家计委、科委项目 省 市 自治区项目 国家经贸委项目 学校级项目 国家自然科学基金项目 国际合作项目 国务院其它部门项目 自选项目 主管部门(部委级)项目 其它项目 （选一项打）2、项目所属性质： 基础研究 开发研究 应用基础研究 其它 应用研究 （选一项打）3、预计论文完成时间： 2016 年 4 月 10 日 选题报告时间： 2015 年 3 月
2、 28 日 参加报告范围及人数： 填表日期： 2015 年 3 月 28 日安徽理工大学研究生处1、课题来源、选题依据背景情况、课题研究目的、研究动态及存在的问题，并附主要参考文献课题来源： 自选项目选题依据背景情况： 物联网是通过光学识别、射频识别技术、传感器、全球定位系统等新一代信息技术，实时采集任何需要监控、连接、互动的物体或过程，采集其声、光、热、电、力学、化学、生物、位置等各种需要的信息，通过各类可能的网络接入，实现物与物、物与人的泛在链接，实现对物品和过程的智能化感知、识别和管理。物联网现在已被提高到国家的战略高度，它不但是信息技术发展到一定阶段的升级需要，同时也是实现国家产业结构
3、调整、推动产业转型升级的一次重要契机。近年来，全国很多省份和城市都已经围绕物联网纷纷制定出地方的物联网发展规划，并积极推进物联网示范基地和示范工程。从当前的物联网发展形势来看，逐步形成了长三角、珠三角、环渤海地区和中西部地区四大核心区域，这四大区域目前形成了中国物联网产业的核心产业带，呈现出物联网知识普及率高、产业链完善、研发机构密集、示范基地和工程起步早的特点。在这些区域已经建设了很多基于感知、监测、控制等方面的示范型工程。特别是在智能家居、智能农业、智能电网等方面成绩比较突出，在矿山感知、电梯监控、智能家居、农业监控、停车场、医疗、远程抄表等都取得了重大突破。物联网是典型的嵌入式系统，而视
4、频技术是未来几年嵌入式系统发展的排头兵,视频监控业务已经有很多年的发展，如果把摄像机看作人的眼睛，智能视频系统或设备则可以看作人的大脑，视频监控就是物联网的感知环节少不了的“眼睛”，其主要作用是忠实地将远端的视频信息进行展现和记录，是人们视觉的延伸。然而，由于监控探头的数量和监控数据的存储量非常巨大，随之而来的问题是如果完全依靠人工分析和监控，会存在效率低下、识别率不高及存储困难等问题，常常不能实时发现突发事故的发生。 课题研究目的：随着物联网、嵌入式系统、网络和图像处理技术的互相渗透，以嵌入式体系为核心和以网络形式传输的视频采集编码传输已成为视频监控研究热点。它所涉及的领域包括工业控制、网络
5、通信、军事国防、航空航天等，我们所熟悉的电子产品几乎都可以找到嵌入式系统的影子。以嵌入式系统为基础的视频采集与传输系统具有便于计算机处理，适合远距离传输，可靠性高、安装方便、使用灵活和体积轻巧等优点。研究动态及存在问题：视频技术是未来几年嵌入式系统发展的主要驱动力，多媒体技术的发展既为嵌入式系统的发展带来了巨大的机遇，同时也提出了新的挑战。嵌入式设备系统资源，尤其内存资源相对有限，而且受嵌入式微处理器的主频限制，其运算处理速度有限，这使得在嵌入式设备上高效地实现运算量巨大的视频压缩编码任务极具挑战性。所以针对嵌入式设备内存资源有限而视频信息又需要占用很大存储空间的问题，对视频信息高效的编码方式
6、就成了迫在眉睫的关键技术难题。而另一方面随着物联网的层层推进，各种终端信息都需要通过网络进行实时有效的动态的传输，随着WiFi、蓝牙、ZigBee等无线技术的发展及普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。而在视频编解码技术定义方面有两大标准机构。一个是国际电信联盟 (ITU) 致力于电信应用，已经开发了用于低比特率视频电话的 H.26x 标准，其中包括 H.261、H.262、H.263 与 H.264；另一个是国际标准化组织 (ISO) 主要针对消
7、费类应用，已经针对运动图像压缩定义了 MPEG 标准。MPEG 标准包括 MPEG1、MPEG2与 MPEG4。MPEG1、MPEG2技术当初制定时，它们定位的标准均为高层媒体表示与结构，但随着计算机软件及网络技术的快速发展，MPEG1、MPEG2技术的弊端就显示出来了：交互性及灵活性较低，压缩的多媒体文件体积过于庞大，难以实现网络的实时传播。MPEG4技术的标准是对运动图像中的内容进行编码，其具体的编码对象就是图像中的音频和视频，术语称为AV对象，高效率地编码、组织、存储、传输AV对象是MPEG4标准的基本内容。在视频编码方面，MPEG4支持对自然和合成的视觉对象的编码。（合成的视觉对象包括
8、2D、3D动画和人面部表情动画等）。在动画编码上，MPEG4可以在一组编码工具支持下，对语音、音乐等自然声音对象和具有回响、空间方位感的合成声音对象进行音频编码。 H.264能以较低的数据速率传送基于互联网协议IP的视频流，在视频质量、压缩率和数据包恢复丢失等方面，超越了现有的MPEG2、MPEG4、和H.26X视频通讯标准。更适合窄带传输，在极低码率（32Kbps128Kbps）的情况下，H.264与MPEG4相比具有性能倍增的效应，即在相同码率的H.264媒体流和MPEG4媒体流相比，H.264拥有大约3个分贝的增益（画面质量水平倍增）。32Kbps的H.264媒体流，其信噪比与128Kb
9、ps的MPEG4媒体流相近。在同样的画面质量下，H.264的码率仅仅为MPEG4的1/4。但是H.264在获得优越性能的同时，带来的是计算机复杂度增加。所以基于H.264的视频压缩编码技术在嵌入式视频监控中的应用是有现实的价值和意义。此外，传统的监控系统大部分都需要接入有线网络才能实现监控的功能，在空间和传输方式上有一点局限性，监控设备不可能面面俱到。一旦由于自然灾害、操作不当、设备老化等问题造成电力事故，而发生故障的地点是不确定的，抢修人员到达现场后，经常由于没有适合的监控管理设备，致使抢修指挥中心无法及时、准确地采集、存储和监管操作现场的实时信息。随着WiFi等无线技术的发展及普及，使得无
10、线传输视频数据成为可能。利用无线网络的便捷性，现场可以随时随地将视频传输到指挥中心，从而更好地与现场进行交互。参考文献：1余兆明，查日勇，黄磊，周海骄. 图像编码标准 H.264 技术M. 北京：人民邮电出版社，20062S3C2440A 32-BIT CMOS MICROCONTROLLER USERS MANUAL Revision 1，SAMSUNG Ltd, 20043MINI2440 用户手册，广州友善之臂计算机科学有限公司，20074孙琼. 嵌入式 Linux 应用程序开发详解M. 北京：人民邮电出版社，20065陈文智等. 嵌入式系统开发原理与实践M. 北京：清华大学出版社，20
11、056刘伟，童敏. Linux 2.6 内核的嵌入式系统应用J电子技术应用，2006 年第 1期7Daniel P.Bovet, Marco Cesati. Understanding the Linux Kernel (3rd Edition)M. OReilly Press, 20058Application Binary Interface(ABI) for the ARM Architecture.ARM Ltd. 2007http:/ Mbit / 32 Mbit / 64 Mbit (x16) Multi-Purpose Flash Plus SST39VF1601 /SST39V
12、F3201 / SST39VF6401 / SST39VF1602 / SST39VF3202 / SST39VF6402.Preliminary Specifications, SST Ltd, 200810宋宝华.Linux 设备驱动开发详解M. 北京：人民邮电出版社，200811Jonathan Corbet, Greg Kroah-Hartman, Alessandro Rubini. Linux Device Drivers,(3rd Edition) M. OReilly Press, 200512Alan Cox. Video4Linux Programming.www. , 2
13、00013Linux窗口程序设计-QT4精彩实例分析-PTF 电子书14凌进.网络视频监控技术的应用和发展D北京：北京邮电大学20076，7:38.15倪继利Linux内核分析及编程M北京：电子工业出版社，20061,4:315.16戴丽基于Video4Linux的USB摄像头图像采集实现J合肥工业大学2006,2:31.18刘斌基于嵌入式系统的视频采集模块的设计D西安电子科技大学，2006,53:38.17许海燕,付炎.嵌入式系统技术与应用M .机械工业出版社，2002.18邹思轶.嵌入式Linux 设计与应用M .清华大学出版社，2002.19刘富强.数字视频监控系统开发及应用M .北京:机械工业出版社，2003.20王英杰,陈祥献，耿晨歌.嵌入式网络化多媒体视频监控系统的设计与实现J 21萨默菲尔德（英），布兰切特（加）C.GUI.QT.4编程（第二版） 电子书2、课题的主要内容，拟解决的主要技术问题，在理论和应用方面的意义，完成课题 的条件（包括个人业务水平、教研室或学科组的技术、设备条件）和拟采取的技 术技术措施和办法：课题的主要内容： 本文旨在利用 H.264 视频压缩编码标准在嵌入式平台上进行实时视频通信系统终端的研究开发。论文中采用基于三星Exynos 4412 四
