基于Gstreamer的视频采集与编码系统

发布时间：2017-08-09 11:13

  本文关键词：基于Gstreamer的视频采集与编码系统

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【摘要】：随着视频技术和集成芯片技术的快速发展,视频采集与编码系统已在人们的生活和生产中占据了重要的地位。如何高效地开发出性能良好的多媒体应用程序,依然是一个需要深入研究的话题。相对于传统的开发模式,GStreamer框架能实现代码重用,可以简化Linux下多媒体应用程序的开发。在GStreamer多媒体框架下开发的系统可以装卸载不同的插件以实现其他功能,具有良好的功能扩展性。因此,基于GStreamer框架多媒体应用的开发在未来具有一定的发展前景。本文通过对V4L2编程、视频编解码技术、传输协议、GStreamer多媒体框架等视频相关技术进行研究,提出了基于GStreamer的视频采集与编码系统的解决方案。首先分析了视频采集编码与传输系统的设计需求,得出系统的总体设计流程,完成了以TI公司OMAP4460处理器为核心的硬件开发平台和以GStreamer为软件开发平台的开发环境的搭建。其次,为解决视频质量和网络带宽之间的矛盾,本文选择了H.264编码方案,并对H.264视频的RTP封包策略进行了探究,各功能模块方案确定后,利用GStreamer基于插件特性,设计并实现了视频采集插件、压缩编码插件和传输插件。最后,基于GStreamer提出了视频采集与编码系统服务端和客户端的后台处理模块管道设计方案,根据管道设计方案,实现了服务端和客户端的应用程序的编写,并测试了系统的性能。系统测试结果表明,本文设计的视频采集与编码系统能够采集现场视频信息、实现视频编码并通过以太网将采集到的数据进行网络传输,最后在客户端显示,具有实时、稳定的特点,满足视频采集与编码系统的基本需求。
【关键词】：嵌入式系统 OMAP处理器 GStreamer 压缩编码
【学位授予单位】：南京邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN919.81
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 专用术语注释表8-9
• 第一章 绪论9-14
• 1.1 研究背景和意义9-10
• 1.2 国内外现状10-12
• 1.3 本文主要研究工作及章节安排12-14
• 第二章 相关技术研究14-25
• 2.1 嵌入式系统14-17
• 2.1.1 嵌入式体系架构14-15
• 2.1.2 嵌入式系统特点15-16
• 2.1.3 嵌入式Linux进程间通信16-17
• 2.2 视频压缩编码标准17-20
• 2.2.1 视频压缩编码标准分类17-18
• 2.2.2 H.264标准的关键技术及优势18-20
• 2.3 传输协议20-24
• 2.3.1 传输协议分类20-23
• 2.3.2 传输协议原理23-24
• 2.4 本章小结24-25
• 第三章 系统需求分析及开发环境搭建25-36
• 3.1 系统需求分析与总体设计25-26
• 3.2 系统硬件相关设计26-29
• 3.2.1 OMAP4460开发平台26-27
• 3.2.2 图像采集模块的电路设计27-29
• 3.3 宿主机开发环境搭建29-32
• 3.3.1 交叉编译工具链的安装29-31
• 3.3.2 配置串口通信工具minicom31-32
• 3.3.3 安装OMAP4插件32
• 3.4 目标板嵌入式开发平台的搭建32-35
• 3.4.1 uboot移植32-34
• 3.4.2 内核移植34
• 3.4.3 Ubuntu下GStreamer环境的搭建34-35
• 3.5 本章小结35-36
• 第四章 基于GStreamer相关模块的设计36-57
• 4.1 GStreamer插件开发基础36-43
• 4.1.1 GObject对象系统36-37
• 4.1.2 GStreamer框架概述37-40
• 4.1.3 元件状态与总线机制40-42
• 4.1.4 GStreamer工具42-43
• 4.2 视频采集模块设计43-48
• 4.2.1 V4L2接口43-44
• 4.2.2 视频采集模块程序设计44-48
• 4.3 压缩编码模块的设计48-53
• 4.3.1 H.264编码器48-50
• 4.3.2 编码器程序设计50-51
• 4.3.3 视频编码器插件设计51-53
• 4.4 实时传输模块设计53-56
• 4.4.1 实时传输模块程序设计53-55
• 4.4.2 实时传输模块插件设计55-56
• 4.5 本章小结56-57
• 第五章 基于Gstreamer的视频服务器57-65
• 5.1 系统服务端管道方案57-60
• 5.2 系统客户端管道方案60
• 5.3 系统测试与分析60-64
• 5.3.1 压缩编码模块测试60-61
• 5.3.2 实时传输功能测试61-64
• 5.4 本章小结64-65
• 第六章 总结与展望65-67
• 6.1 全文总结65
• 6.2 未来工作展望65-67
• 参考文献67-71
• 附录1 攻读硕士学位期间撰写的论文71-72
• 致谢72

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本文编号：644974