基于嵌入式Linux的無線音視頻通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著嵌入式技術(shù)和無線通信技術(shù)的迅速發(fā)展,特別是3G時(shí)代的到來和無線WiFi技術(shù)的廣泛應(yīng)用,為嵌入式無線音視頻通信提供了有效的途徑。然而對(duì)于普通用戶來說,基于3G的可視電話給他們?cè)O(shè)定了兩道門檻:一是高端的手機(jī),二是昂貴的資費(fèi)。針對(duì)這一點(diǎn),本文實(shí)現(xiàn)了基于WiFi技術(shù)和嵌入式Linux的低成本音視頻通信方案。在此方案中,硬件平臺(tái)采用S3C2440A ARM9開發(fā)板外接RT2571W WiFi模塊;操作系統(tǒng)采用嵌入式Linux2.6.29;網(wǎng)絡(luò)

2、傳輸采用無線AP(Access Point)接入結(jié)合以太網(wǎng)傳輸?shù)姆绞?通信系統(tǒng)采用C/S加P2P的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu),C/S架構(gòu)下主要完成客戶端與服務(wù)器之間各種信令的交互(例如注冊(cè)、登錄等信令及其應(yīng)答),P2P架構(gòu)下主要完成客戶端與客戶端之間音視頻通信過程中語音和視頻數(shù)據(jù)的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸。
　　 本文的主要工作是設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)了音視頻通信系統(tǒng)的架構(gòu)和軟件,包括服務(wù)器軟件和客戶端軟件。服務(wù)器軟件采用應(yīng)用程序服務(wù)器與MySql數(shù)據(jù)庫服務(wù)器相結(jié)合,提供

3、客戶端用戶信息的驗(yàn)證、存儲(chǔ)以及各種信令的應(yīng)答、轉(zhuǎn)發(fā)等功能?？蛻舳塑浖潜疚牡墓ぷ髦攸c(diǎn),它是基于嵌入式Linux和Qt/Embedded開發(fā)的嵌入式軟件,運(yùn)用了音視頻采集與壓縮編碼技術(shù)、同步技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù),實(shí)現(xiàn)了音視頻實(shí)時(shí)同步通信。
　　 主要研究工作歸結(jié)為以下幾點(diǎn):
　　 1、實(shí)現(xiàn)了基于Video4Linux2的視頻采集,研究了MJPEG視頻壓縮算法,并根據(jù)前后幀圖像變化檢測(cè)的方法以及幀間壓縮的思想,提出了基于變化

4、區(qū)域檢測(cè)提取的MJPEG改進(jìn)算法,該改進(jìn)算法在背景不變或存在背景短暫不變(比如視頻通信時(shí)攝像頭是靜止的)的場(chǎng)合下能大大增加壓縮率,減少壓縮時(shí)間。
　　 2、研究并實(shí)現(xiàn)了基于G.729B壓縮算法的語音軟件壓縮方案和基于AMBE-2000壓縮芯片的語音硬件壓縮方案。對(duì)前者的工作有:實(shí)現(xiàn)在OSS音頻編程接口上的語音數(shù)據(jù)的采集,研究了G.729B算法并對(duì)其標(biāo)準(zhǔn)C源碼進(jìn)行了優(yōu)化來減少其算法復(fù)雜度。對(duì)后者的工作有:AMBE-2000語音模塊

5、的電路設(shè)計(jì)、驅(qū)動(dòng)的編寫以及相應(yīng)應(yīng)用程序的實(shí)現(xiàn)。比較并分析了上述兩種方案,最終在客戶端軟件開發(fā)中采用了軟件壓縮方案。
　　 3、從語音視頻的采集、發(fā)送、接收和播放四個(gè)環(huán)節(jié)研究并實(shí)現(xiàn)了音視頻同步技術(shù)。對(duì)網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)做了研究,包括基于NAT穿透之UDP打洞技術(shù)實(shí)現(xiàn)了處于不同私網(wǎng)網(wǎng)段的客戶端之間的P2P數(shù)據(jù)傳輸和自定義了方便簡(jiǎn)捷的通信協(xié)議。
　　 結(jié)合上述相關(guān)技術(shù)及Qt/Embedded圖形開發(fā)框架實(shí)現(xiàn)了美觀的可視化客戶端軟件。