摘　要：介绍基于WLAN的移动视频监控系统，描述了视频捕获、视频再现、无线视频传输等组成模块的原理和工作过程。附录中讨论了解决无线视频传输QoS的带宽自适应流量控制、环形缓冲区处理、守护线程等三种方法。

关键词：移动ZION视频监控系统；视频通信；QoS

　手持移动终端通过无线网络调看远程数字视频图像可广泛用于工业控制、小区安全防范，以及新闻媒体服务等场合。文中给出符合IEEE802.11b的基于无线局域网WLAN并以Intel XScale架构的移动终端为表现形式的移动视频监控系统技术方案。

1移动视频监控系统总体结构

1.1系统架构

　　移动视频监控系统框架如图1所示，位于多处的网络摄像机通过LAN或VPN提供IP视频源，移动视频终端通过WLAN，经视频发布服务器的认证后，控制摄像机并调看实时图像。

　　系统支持基于一点到多点IP组播协议(Multicast)。网络中，可定义224.0.0.0到239.255.255.255范围的多点IP组播地址。多点组播的优点在于满足网络规模较大时，可同时向众多终端用户同时提供多路图像。但须注意视频源负担的降低是以增加路由器负担为代价的，这可由视频发布服务器加以限定。

1.2系统模块

　　ZION视频监控系统采用主从(Client/Server)模式。主机端为视频流发布源，基于Windows操作系统，完成原始视频图像的采集、压缩编码和网络数据发送；从机端为播放移动终端，基于嵌入式Linux操作系统，完成网络数据接收、反向流量控制、云台远程控制、上层用户界面、视频解码与再现等功能。主要技术有：

　　(1)选用Osprey-100图像采集卡，实现多路视频捕获。在编码器性能允许条件下，可实现多路视频传输。 (2)视频编解码采用MPEG4编码标准，并协同网络对QoS进行处理。(3)视频流经基于IEEE802.11b的WLAN，通过UDP通道传输；由于 WLAN无线信道特性，须加以必要的流量控制和QoS处理。(4)TCP反馈控制及其他数据交互通过TCP通道交互。

　　图2系统由视频源端、WLAN、嵌入式移动终端组成。其中视频源端可分为：视频捕获、MPEG4编码、无线网络传输三模块；嵌入式移动终端可分为：嵌入式移动终端、MPEG4解码、视频再现三模块；WLAN与双方无线网络传输模块实现信息的交互。

2视频捕获模块

2.1视频捕获模块概述

　　该模块完成从模拟视频采集到捕获YUV数字视频流的功能。图像采集卡用YUV12格式将多路监控摄像机的模拟视频转换为多种格式的数字视频信号。

为捕获具有多样性，采用Microsoft的VFW(Video for Windows)软件工具进行视频应用程序的开发。其还提供了一系列基于消息的驱动编程接口(API)，通过API可以实现视频捕获、编辑及播放等多种功能；利用回调函数可开发更复杂的视频程序。

2.2IPP优化视频编解码

　　IPP(Integrated Performance Primitive)是Intel个人互联网用户架构中的重要组成部分，它在操作系统之上向应用程序提供功能调用，同时又直接立足于硬件，穿越了操作系统。IPP的最大优势在于对各个函数进行了汇编级上的优化；根据CPU的流水线和总线特性采取措施，可提高访问速度和处理速度。

　　IPP库函数具有多层处理功能。对功能较弱的，可选择IPP库的底层函数；对于较强功能，可选用一个合适的高层IPP函数；用底层“原子”函数的组合也可替代高层函数，应算法要求还能作出改动，这使得对编解码算法优化有着很大的灵活性。

　　该系统对编解码的具体优化过程见图3，按照MPEG4编码规范，在Micro Block层和Block层，用IPP作出算法优化，达到了大幅度提高编解码效率和提升系统实时性的目的。

3视频再现模块

　　视频再现指移动终端LCD显示屏对解压视频信号的实时播放。要求播放器尽可能快的与显示缓存交互。帧缓冲是Linux嵌入式系统中显存，它是一个提供显示内存和显示芯片寄存器从物理内存映射到进程地址空间中的部件。宜采用DMA通道不断地刷新LCD缓冲区数据。其实现流程如图4所示：将帧缓冲映射到进程地址空间之后，就可以直接进行读写操作，而写操作可立即反应在LCD屏幕上。具体实现是，打开 /dev/fb0设备，并通过mmap系统调用进行地址映射，即可通过改写缓冲达到视频的实时播放。采用帧缓冲技术的优点在于高度的移植性、较低的系统资源占用率，以及稳定性，以满足实时播放视频的需要。