電梯監控系統中的視頻編解碼關鍵技術
3.2.2 修改配置文件
本文引用地址:http://www.cqxgywz.com/article/201611/340853.htmMplayer所有可用的音、視頻解碼器均在etc 目錄下的 codec.conf 文件中聲明。所以,植入時需要在該文件中注冊自定義的硬件解碼器。文件中,使用 videocodec 關鍵字聲明新解碼器名;info關鍵字指明-help 命令執行時打印的信息;status 關鍵字表示該解碼器的工作狀態;fourcc 關鍵字說明解碼器可解析的視頻類型,其格式為四字符的國際通用的視頻壓縮標準; driver 關鍵字指明集成在 Mplayer 內部的解碼器模塊,即所實現的解碼器名,必須和vd_info_t中定義的第二個字符串short name參數一致;out 關鍵字說明解碼后輸出的色彩編碼格式。
3.2.3 添加解碼驅動
在libmpcodec/vd.c中加入MFC的解碼驅動。在vd.c中將硬件解碼器的vd_functions_t結構體變量添加到全局數組vd_functions_t* mpcodecs_vd_drivers[]中,該數組中保存了Mplayer當前可用的所有的視頻解碼器,這些解碼器可以通過vd_info_t中的short name所保存的全局唯一字符串來查找。MPlayer運行時,會將codec.conf中所有的視頻解碼器讀入程序,并保存在全局的數組codecs_st video_codecs[]中。vd.c中的init_best_Video_codec函數會根據video_codecs[]數組中的信息匹配當前視頻的最佳解碼器,并在mpcodecs_vd_drivers[]中查找相應的解碼函數。

3.2.4 移植Mplayer至開發板
修改libmpcodec/Makefile文件,在SRCS_COMMON中添加新植入的解碼器文件以及其它相關的新增源文件。交叉編譯后,將Mplayer移植到開發板上。為了保證最終的視頻播放效果,可以根據LCD顯示屏尺寸修改/.mplayer/config文件中的顯示配置參數。
至此,通過向Mplayer中植入硬件編碼器,在嵌入式設備上實現了基于S5pv210芯片的硬件解碼技術。

4 實驗測試
通過上述方法,設計實現了一套兼具廣告視頻播放功能的電梯監控系統樣機。系統的嵌入式端硬件實現是以S5pv210核心板為基礎,根據電梯監控應用環境擴展外圍電路,支持有線和無線以太網接入,支持HDMI視頻輸出以及外接SD卡存儲。軟件開發平臺為嵌入式Linux操作系統,視頻采集利用V4L2框架實現,視頻傳輸使用UDP協議,其中視頻的硬件編解碼基于S5pv210的MFC開發實現。針對系統的嵌入式端進行運行測試,目的是驗證當前設計是否能滿足市場應用要求,即在降低硬件成本的同時,保證系統性能。
為了測試硬件編解碼的運行效率,系統加載了上一代監控產品的軟件編解碼代碼,進行對比運行測試。測試過程中,實時查詢系統的CPU占用率,以執行代碼時的CPU占用率作為運行效率的量化評價指標。

對比測試發現,采用軟件編解碼技術的代碼執行效果很差。僅運行視頻采集功能模塊,即運行視頻編碼時,在不向服務器傳輸實時視頻的情況下,CPU占用率已經達到71%。若同時開啟編碼和傳輸功能,CPU占用率則上升至85%,服務器端的監視畫面出現延遲、卡頓現象。嘗試讓系統在采集傳輸視頻的同時,再播放廣告視頻,即同時運行編解碼程序,系統死機完全無響應,可認為CPU占用率達到100%。這說明,嵌入式芯片的有限處理能力無法負荷針對PC 環境開發的軟件編解碼程序。

對本文所設計的硬件編解碼程序,在相同條件下進行測試。在單獨執行編碼程序的情況下,CPU占用率僅為30%;若同時開啟編碼和傳輸功能,CPU占用率僅增加了3%。從測試結果來看,增加視頻傳輸對系統開銷的影響幾乎可以忽略,這是由于本文設計的傳輸程序是伴隨視頻幀編碼同時進行的,采用H.264編碼格式傳輸的數據量很小,對系統資源消耗很少。此外,從監控畫面來看,視頻無卡頓,僅有少許延遲。如果再同時運行解碼程序,CPU占用率上升至67%,系統依然正常運行,無卡頓。廣告視頻播放流暢,畫面清晰,色彩無失真。

對比測試的結果如表1所示,結果表明本文設計實現的視頻硬件編解碼技術很好地發揮了S5pv210芯片的多媒體處理能力,表現出良好的系統運行效率。
5 結束語
本文基于S5pv210芯片設計實現了一個嵌入式電梯遠程安全監控及視頻廣告系統。為提高電梯監控視頻的采集、傳輸、處理及存儲效率,監控視頻采用H.264格式,并針對S5pv210芯片研究并實現了H.264視頻硬件編碼技術;為減少廣告視頻播放過程中的系統資源占用,針對廣告視頻開發了硬件解碼技術,從而在一個嵌入式芯片上同時實現監控視頻采集和廣告視頻播放,以達到降低系統硬件成本及減小設備尺寸的目的。通過系統的運行測試,表明設計實現的硬件編解碼技術,相對軟件編解碼而言,系統資源占用率更低,系統運行效率更高。由于采用嵌入式設計和硬件編解碼技術,該系統產品化后,與前一代產品相比,將大大降低產品生產和施工部署成本。
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本文來源于中國科技期刊《電子產品世界》2016年第11期第35頁,歡迎您寫論文時引用,并注明出處。









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