基于嵌入式Linux的網絡視頻流服務模塊設計

1 Linux中流數據的操作

在本設計中，數據在整個系統(tǒng)中是以流數據的形式存在的，Linux內核為流數據提供了一個標準的編程接口，這種接口為數據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，數據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的視頻.在本系統(tǒng)中采用了開放的ASF流格式.壓縮后的視頻數據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據域。ASF文件的高層邏輯結構也包含三部分：頭對象、數據對象和索引對象。其中，頭對象包含了許多全局信息，數據對象則包含了所有待播放的數據，頭對象必須在數據對象之間被接收方接收并解釋。

3 流視頻協議

流視頻協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。根據它們的功能，與網絡上流視頻相關的協議分為三類。

*網絡層協議：網絡層協議提供了基本的網絡服務支持。IP就是網絡上流視頻使用的網絡協議。

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

*話路控制協議：話路控制協議定義消息和程序。RTSP就是一種話路控制協議。

為流視頻設計的協議棧如圖4所示。在發(fā)送方的數據面，壓縮且經過ASF編碼的視頻數據被讀出并在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數據流發(fā)送到UDP/TCP層和IP層，得到的IP包在網絡上傳輸。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能力。滿足了在目前寬帶環(huán)境中的網絡視頻會議以及視頻監(jiān)控的要求，其應用十分廣泛。