基于FFmpeg的遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)編解碼

摘要：在遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)中視頻數(shù)據(jù)的編碼傳輸以及解碼顯示是一個(gè)重要組成部分，通過對(duì)FFmpeg的研究學(xué)習(xí)，考慮采用FFmpeg來實(shí)現(xiàn)編解碼的方法。遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)由采集發(fā)送端和接收處理端組成，采集發(fā)送端使用S3C2440作為嵌入式硬件平臺(tái)，并通過USB攝像頭OV9650采集視頻數(shù)據(jù)，經(jīng)過FFmpeg編碼后傳輸給接收處理端。接收處理端接收到數(shù)據(jù)后通過FFmpeg實(shí)時(shí)解碼，采用OpenCV顯示，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。
關(guān)鍵詞：FFmpeg；編解碼；嵌入式

0 引言
隨著視頻編解碼技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)和嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展，以嵌入式網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器為核心的遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)開始在市場(chǎng)上嶄露頭角。該系統(tǒng)把攝像機(jī)輸出的模擬視頻信號(hào)通過內(nèi)置的嵌入式視頻編碼器直接轉(zhuǎn)換成視頻流，通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)傳輸出去。嵌入式網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器具備視頻編碼處理、網(wǎng)絡(luò)通信、系統(tǒng)控制等強(qiáng)大功能，直接支持網(wǎng)絡(luò)視頻傳輸和網(wǎng)絡(luò)管理，使得監(jiān)控范圍達(dá)到前所未有的廣度。在遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，攝像頭獲取的原始視頻流在傳輸之前需要壓縮，而FFmpeg可以將原始視頻壓縮為H264格式視頻流，H264是一種被廣泛使用的高精度視頻的錄制、壓縮和發(fā)布格式，因此采用FFmpeg來實(shí)現(xiàn)。

1 系統(tǒng)方案
系統(tǒng)是在S3C2440平臺(tái)上運(yùn)行嵌入式Linux系統(tǒng)，使用CMOS攝像頭OV9650獲取實(shí)時(shí)視頻圖像數(shù)據(jù)，采用H264標(biāo)準(zhǔn)通過FFmpeg原始視頻進(jìn)行壓縮編碼成視頻流，通過網(wǎng)絡(luò)傳輸，用戶在接收處理端經(jīng)過FFmpeg解碼之后，使用OpenCV顯示播放即可實(shí)時(shí)查看遠(yuǎn)程視頻圖像。
系統(tǒng)由兩部分組成：采集發(fā)送端和接收處理端，采用Client／Server設(shè)計(jì)模式來實(shí)現(xiàn)兩者之間的相互通信，由接收處理端向采集發(fā)送端發(fā)送控制信號(hào)，采集發(fā)送端開啟攝像頭進(jìn)行視頻數(shù)據(jù)采集，采集的原始視頻數(shù)據(jù)是yuv422格式，經(jīng)過FFmpcg編碼壓縮成H．264格式視頻流，經(jīng)通信網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)浇邮仗幚矶?；接收處理端接收到視頻流數(shù)據(jù)后，經(jīng)FFmpeg解碼，通過OpenCV進(jìn)行顯示。采集發(fā)送端視頻數(shù)據(jù)采集和發(fā)送采用三星公司的具有ARM920T內(nèi)核的S3C2440作為嵌入式微控制器，接收處理端采用普通電腦。系統(tǒng)方案如圖1所示。

2 采集發(fā)送端
采集發(fā)送端主要包括嵌入式Linux平臺(tái)和攝像頭兩部分，嵌入式Linux平臺(tái)需要搭建交叉編譯環(huán)境，而攝像頭需要驅(qū)動(dòng)程序才能正常工作。
嵌入式Linux平臺(tái)采用三星公司的S3C2440A處理器為硬件平臺(tái)，S3C2440A處理器是一款基于ARM920T內(nèi)核的16／32bit嵌入式處理器，主頻
400MHz，最高可達(dá)533MHz,支持30／130／200萬像素CMOS攝像頭，支持linux2.4和Wince4.2雙操作系統(tǒng)，適合應(yīng)用于對(duì)功率和成本都較敏感的嵌入式系統(tǒng)場(chǎng)合。
攝像頭采用Omni Visio公司生產(chǎn)的CMOS攝像頭OV9650，具有高敏感度、低功耗，高分辨率(最高1300X1028 pixels)，支持大量常用的圖像格式、支持自動(dòng)圖像控制等優(yōu)點(diǎn)。在接口上能夠保持與S3C2440的一致性。輸出圖像最大為130萬像素，輸出圖像格式包括SXGA，VGA，QVG A，CIF，QCIF等，并可以輸出不同尺寸的圖像。對(duì)于不同的輸出圖像格式，最高幀率可以不同，最高可達(dá)120f／s，輸出的8位數(shù)據(jù)格式包括YUV／YCbCr(4：2：2)、GRB(4：2：2)、原始RGB數(shù)據(jù)3種。