嵌入式Linux的網(wǎng)絡視頻流模塊設計

1 Linux中流數(shù)據(jù)的操作

在本設計中，數(shù)據(jù)在整個系統(tǒng)中是以流數(shù)據(jù)的形式存在的，Linux內核為流數(shù)據(jù)提供了一個標準的編程接口，這種接口為數(shù)據(jù)從外部設備經內核到達用戶進程提供了一個全雙工通道。

在這個通道中，數(shù)據(jù)的處理模塊是作為可選的中間件由用戶動態(tài)加載的，上面設計的視頻壓縮模塊就是這樣的一個中間件。

2 ASF流式文件格式

本系統(tǒng)主要是用于實時視頻應用，所以需要系統(tǒng)提供對流式文件格式的支持，這樣在接收方利用標準的流視頻播放軟件，如MMedia Player就可以觀看實時傳輸?shù)囊曨l.在本系統(tǒng)中采用了開放的ASF流格式.壓縮后的視頻數(shù)據(jù)在傳輸前需要對其進行ASF編碼.ASF文件的基本組織單元為ASF對象,每個對象由三個域組成:對象標識符域、對象大小域和對象數(shù)據(jù)域。ASF文件的高層邏輯結構也包含三部分：頭對象、數(shù)據(jù)對象和索引對象。其中，頭對象包含了許多全局信息，數(shù)據(jù)對象則包含了所有待播放的數(shù)據(jù)，頭對象必須在數(shù)據(jù)對象之間被接收方接收并解釋。

3 流視頻協(xié)議

流視頻協(xié)議是為了在客戶機和視頻服務器之間進行通信而設計和標準化的。根據(jù)它們的功能，與網(wǎng)絡上流視頻相關的協(xié)議分為三類。

*網(wǎng)絡層協(xié)議：網(wǎng)絡層協(xié)議提供了基本的網(wǎng)絡服務支持。IP就是網(wǎng)絡上流視頻使用的網(wǎng)絡協(xié)議。

*傳輸協(xié)議：傳輸協(xié)議為流服務提供端對端的網(wǎng)絡傳輸功能。TCP、UDP、RTP和RTCP就是網(wǎng)絡上流視頻使用的傳輸協(xié)議。

*話路控制協(xié)議：話路控制協(xié)議定義消息和程序。RTSP就是一種話路控制協(xié)議。

為流視頻設計的協(xié)議棧如圖4所示。在發(fā)送方的數(shù)據(jù)面，壓縮且經過ASF編碼的視頻數(shù)據(jù)被讀出并在RTP/RTCP/RTSP層上打包，以提供定時和同步信息以及包的序列號。然后把這些打包的RTP數(shù)據(jù)流發(fā)送到UDP/TCP層和IP層，得到的IP包在網(wǎng)絡上傳輸。在接收方則按照相反的方向處理。在控制面，RTCP包和RTSP包在UDP/TCP層上復用，并且被送到IP層，以便通過網(wǎng)絡傳輸。

小結

本文提出了一種基于Intel PXA255嵌入式微處理器和嵌入式Linux網(wǎng)絡攝像機的設計方案，系統(tǒng)采用先進的MPEG-4編碼標準，得到了較高的壓縮比。經測試、在50Kbps～100Kbps的帶寬下，對CIF(352×288，30fps)格式的視頻有較好的表現(xiàn)能力。滿足了在目前寬帶環(huán)境中的網(wǎng)絡視頻會議以及視頻監(jiān)控的要求，其應用十分廣泛。