嵌入式DVR软件系统设计关键技术研究

发布时间：2020-07-05 08:07

【摘要】：随着人们生活水平的日益提高,市场上对视频产品的巨大需求已经逐步显现,因此针对不同的应用场合,监控行业内已经开发出了丰富多样的产品类型。在所有现有的监控设备中,嵌入式硬盘录像机是近年来新兴起来的一类视频监控产品,它可以以低廉的价格构建独立稳定的小型监控系统,以适应多种应用场合的需要,并且产品稳定成本低廉,目前有逐步替代PC式监控系统的趋势。但是因为目前视频监控产品尚未有统一的行业标准,各种品牌的嵌入式DVR在软硬件架构实现上不尽相同,产品质量也参差不齐,鉴于此种情况,国内各大芯片厂商纷纷推出了各自基于嵌入式DVR产品的SOC方案,基于此类方案,可以极大的简化DVR产品的设计,加速产品研制过程与提高稳定性。本论文主要研究内容是对于一款基于智原SOC平台的嵌入式DVR系统软件设计中关键性技术的研究,在本论文中,对于平台的选择是依据智源系列监控平台来开发,主要考虑的是芯片的性能与该款平台在市场上占有率而定的。在该套嵌入式视频软件设计过程中,主要会遇到的关键技术分为两个部分：第一部分就是位于视频驱动层的内存管理模块与视频捕获模块设计,由于视频数据相对于其他格式数据来说数据量大,并且对于磁盘频繁的读写操作会引起内存碎片增多,因此需要设计一款合理的内存管理方案；再次对于视频捕获模块来说,涉及到前端视频模数的转换与对视频数据的处理比较多,相对来说处理的方案也要考虑的比较多。第二部分就是对于位于应用层用户程序的设计,其中主要包含几个关键技术：第一就是视频帧数据的管理逻辑部分,依据不同的用户需求,DVR需要将视频数据在本地设备进行存储和播放,或通过各种网络通讯方式进行远程的传输和管理,考虑到嵌入式处理器性能上的限制以及视频图像巨大的数据量,如何高效和统一的管理这些数据直接关系到DVR设备的使用性能及特性。其次就是磁盘管理部分,在目前的DVR应用模式中,大量的视频数据必须在本地进行存储,针对不同的应用场景通常需要采用不同的存储设备来保存视频数据,大容量硬盘和SD卡是其中两个主要的设备类型,磁盘先进化格式化部分主要介绍了目前已经大量推广和使用,但在各类操作系统平台中并未给予性能优化支持的4k扇区硬盘的优化使用方法,通过该方法使得在兼容目前软件磁盘扇区的前提下较大幅度的提升磁盘的读写性能,优化了DVR的磁盘存储性能这个关键产品参数。再次就是视频预录与I帧录像部分,针对减少磁盘存储空间的用户需求,使用某些报警检测手段触发设备录像功能或只录制视频关键帧数据的方法可以大大减少冗余数据的存储,视频预录和I帧录像章节即为对此类方法的介绍。最后就3G模块部分,随着无线通讯技术的发展,国内3G无线通信应用已经逐渐得到普及,DVR软件系统对3G设备的支持已经势在必行,它可以大大简化监控系统的布线方式,使得传统的DVR软件系统只需通过简单的改造即可支持便携特性衍生出各种附属特性。综上所述,本文研究的关键技术可以较大的强化DVR软件系统功能,丰富软件应用类型。总而言之,该套软件系统采用分层设计的方法,构建了一个模块化的系统架构,因此简化了软件设计难度,并且可以充分利用平台资源,因此使用该套软件制作出来的产品可具备较高的产品性价比和市场竞争能力。
【学位授予单位】：浙江师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TP368.1;TP391.41

【参考文献】