專利名稱：一種嵌入式攝像頭視頻采集及網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊及其工作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種嵌入式攝像頭視頻采集及網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊及其工作方法，屬于視頻
網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著網(wǎng)絡(luò)的蓬勃發(fā)展，攝像頭視頻顯示及網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)在日常生活、生產(chǎn)中得到 了越來越廣泛的應(yīng)用。攝像頭視頻顯示及網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)一般包括攝像頭的視頻采集、視頻 顯示和視頻的網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)冗^程。此技術(shù)可以將攝像頭采集到的視頻數(shù)據(jù)實時顯示，也可以 按照特定的壓縮標準進行壓縮，形成視頻幀序列。為了適應(yīng)不同的傳輸網(wǎng)絡(luò)，一個大的視頻 幀會被拆分成若干個數(shù)據(jù)包，分別添加上相應(yīng)的控制信息，通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到客戶端。
另外，國內(nèi)的嵌入式技術(shù)發(fā)展還處于起步階段，應(yīng)用于嵌入式開發(fā)平臺的各項技 術(shù)的開發(fā)也進展緩慢，攝像頭視頻顯示及網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)在S3C2440嵌入式開發(fā)平臺的實現(xiàn) 是一項空白。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明提供一種嵌入式攝像頭視頻采集及網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊及 其工作方法。 —種嵌入式攝像頭視頻采集及網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊，模塊包括硬件和軟件兩部分，硬件 是一個USB攝像頭和嵌入式開發(fā)平臺，軟件寫入嵌入式開發(fā)平臺。 所述的嵌入式開發(fā)平臺是帶有S3C2410芯片并裝有LINUX操作系統(tǒng)的開發(fā)板。 —種嵌入式攝像頭視頻采集及網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊的工作方法，包括攝像頭采集視頻數(shù)
據(jù)、網(wǎng)絡(luò)傳輸和調(diào)節(jié)圖像亮度和對比度，其特征在于，實現(xiàn)方法步驟如下 1)設(shè)置被采集圖像的對比度和亮度參數(shù)； 2)打開攝像頭并初始化采集圖像的各項參數(shù)； 3)創(chuàng)建并初始化網(wǎng)絡(luò)套接字； 4)初始化視頻流顯示的參數(shù)； 5)初始化視頻流壓縮的參數(shù)； 6)設(shè)置并初始化視頻發(fā)送緩沖區(qū)； 7)從攝像頭中讀取一幀原始圖像數(shù)據(jù)； 8)顯示原始圖像數(shù)據(jù)； 9)將原始圖像數(shù)據(jù)壓縮； 10)建立UDP網(wǎng)絡(luò)連接，將壓縮的原始圖像數(shù)據(jù)通過UDP網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到目的IP地址；
11)根據(jù)被采集圖像的清晰度要求，實時調(diào)整采集圖像的亮度和對比度。
步驟2)所述的打開攝像頭并初始化采集圖像的各項參數(shù)的流程如下
1)查看是否有攝像頭節(jié)點；
2)內(nèi)存映射;
3)檢查設(shè)置的參數(shù)是否在攝像頭允許取值的范圍之內(nèi)； 4)設(shè)置圖像亮度； 5)設(shè)置圖像對比度； 6)設(shè)置圖像的分辨率； 7)設(shè)置圖像的數(shù)據(jù)格式； 8)設(shè)置圖像獲取通道。 所述步驟3)創(chuàng)建并初始化網(wǎng)絡(luò)套接字的流程如下 1)創(chuàng)建本地網(wǎng)絡(luò)套接字； 2)設(shè)置本地套接字的協(xié)議族、端口 、 IP地址； 3)創(chuàng)建目的網(wǎng)絡(luò)套接字； 4)設(shè)置目的套接字的協(xié)議族、端口 、 TP地址； 5)綁定套接字。 所述步驟4)初始化視頻流顯示的參數(shù)的流程如下 1)設(shè)置顯示器的顯示深度； 2)設(shè)置圖像的分辨率； 3)設(shè)置播放圖像的速率。 所述步驟5)初始化視頻流壓縮的參數(shù)的流程如下 1)設(shè)置視頻的壓縮標準； 2)設(shè)置視頻的幀率； 3)設(shè)置視頻的分辨率。 所述步驟8)顯示原始圖像數(shù)據(jù)的流程如下 1)讀取一幀圖像數(shù)據(jù)； 2)初始化QImage類和QRgb類； 3)將每幀視頻數(shù)據(jù)中的每一個像素點的值轉(zhuǎn)換成QRgb類中的像素點值； 4)將每個QRgb類中的像素點值按照原來的順序排列成為QImage類的一幀圖像； 5)初始化QPainter類； 6)調(diào)用QPainter類的drawlmage接口函數(shù)和QImage類實例顯示出圖像。 所述步驟10)建立UDP網(wǎng)絡(luò)連接，將壓縮的圖像數(shù)據(jù)通過UDP網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到目的IP 地址的流程如下 1)將圖像數(shù)據(jù)按固定長度分為UDP包數(shù)據(jù)； 2)為每個UDP包數(shù)據(jù)加上控制信息，即RTP頭； 3)將UDP包通過網(wǎng)絡(luò)套接字發(fā)往目的地址。 本發(fā)明能夠在S3C2410嵌入式開發(fā)平臺實現(xiàn)控制USB攝像頭采集視頻圖像，并通 過采用QT視頻顯示技術(shù)，既可以將采集的視頻圖像在本地的QT編寫的可視化窗口中播 放，也可以調(diào)整采集圖像的格式，使圖像在保證圖像質(zhì)量的前提下最大化壓縮數(shù)據(jù)量，通過 li皿x下的網(wǎng)絡(luò)編程技術(shù)將壓縮后視頻數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)傳輸，并且可以調(diào)節(jié)采集圖像的亮度 和對比度。


圖1為本發(fā)明的總體結(jié)構(gòu)框圖。 圖2為視頻采集的流程圖。 圖3為視頻顯示的流程圖。 圖4為視頻壓縮及網(wǎng)絡(luò)傳輸務(wù)的流程圖。 其中，1、攝像頭，2、開發(fā)板，3、網(wǎng)絡(luò)。
具體實施方案 下面將結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明做進一步的詳細說明。 實施例 —種嵌入式攝像頭視頻采集及網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊，模塊包括硬件和軟件兩部分，硬件 是一個USB攝像頭1和嵌入式開發(fā)平臺，軟件寫入嵌入式開發(fā)平臺。 所述的嵌入式開發(fā)平臺是帶有S3C2410芯片并裝有LINUX操作系統(tǒng)的開發(fā)板2。 —種嵌入式攝像頭視頻采集及網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊的工作方法，包括攝像頭采集視頻數(shù)
據(jù)、網(wǎng)絡(luò)傳輸和調(diào)節(jié)圖像亮度和對比度，其特征在于，實現(xiàn)方法步驟如下 10)設(shè)置被采集圖像的對比度和亮度參數(shù)； 11)打開攝像頭并初始化采集圖像的各項參數(shù)； 12)創(chuàng)建并初始化網(wǎng)絡(luò)套接字； 13)初始化視頻流顯示的參數(shù)； 14)初始化視頻流壓縮的參數(shù)； 15)設(shè)置并初始化視頻發(fā)送緩沖區(qū)； 16)從攝像頭中讀取一幀原始圖像數(shù)據(jù)； 17)顯示原始圖像數(shù)據(jù)； 18)將原始圖像數(shù)據(jù)壓縮； 10)建立UDP網(wǎng)絡(luò)連接，將壓縮的原始圖像數(shù)據(jù)通過UDP網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到目的IP地址； 11)根據(jù)被采集圖像的清晰度要求，實時調(diào)整采集圖像的亮度和對比度。 步驟2)所述的打開攝像頭并初始化采集圖像的各項參數(shù)的流程如下 9)查看是否有攝像頭節(jié)點； 10)內(nèi)存映射； 11)檢查設(shè)置的參數(shù)是否在攝像頭允許取值的范圍之內(nèi)； 12)設(shè)置圖像亮度； 13)設(shè)置圖像對比度； 14)設(shè)置圖像的分辨率； 15)設(shè)置圖像的數(shù)據(jù)格式； 16)設(shè)置圖像獲取通道。 所述步驟3)創(chuàng)建并初始化網(wǎng)絡(luò)套接字的流程如下 6)創(chuàng)建本地網(wǎng)絡(luò)套接字； 7)設(shè)置本地套接字的協(xié)議族、端口 、 IP地址； 8)創(chuàng)建目的網(wǎng)絡(luò)套接字；
6
9)設(shè)置目的套接字的協(xié)議族、端口 、 IP地址； 10)綁定套接字。 所述步驟4)初始化視頻流顯示的參數(shù)的流程如下 4)設(shè)置顯示器的顯示深度； 5)設(shè)置圖像的分辨率； 6)設(shè)置播放圖像的速率。 所述步驟5)初始化視頻流壓縮的參數(shù)的流程如下 4)設(shè)置視頻的壓縮標準； 5)設(shè)置視頻的幀率； 6)設(shè)置視頻的分辨率。 所述步驟8)顯示原始圖像數(shù)據(jù)的流程如下 6)讀取一幀圖像數(shù)據(jù)； 7)初始化QImage類和QRgb類； 8)將每幀視頻數(shù)據(jù)中的每一個像素點的值轉(zhuǎn)換成QRgb類中的像素點值； 9)將每個QRgb類中的像素點值按照原來的順序排列成為QImage類的一幀圖像； 10)初始化QPainter類； 6)調(diào)用QPainter類的drawlmage接口函數(shù)和QImage類實例顯示出圖像。 所述步驟10)建立UDP網(wǎng)絡(luò)連接，將壓縮的圖像數(shù)據(jù)通過UDP網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到目的IP 地址的流程如下 1)將圖像數(shù)據(jù)按固定長度分為UDP包數(shù)據(jù)； 2)為每個UDP包數(shù)據(jù)加上控制信息，即RTP頭； 3)將UDP包通過網(wǎng)絡(luò)套接字發(fā)往目的地址。
權(quán)利要求
一種嵌入式攝像頭視頻采集及網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊，其特征在于，模塊包括硬件和軟件兩部分，硬件是一個USB攝像頭和嵌入式開發(fā)平臺，軟件寫入嵌入式開發(fā)平臺。
2. 如權(quán)利要求1所述的一種嵌入式攝像頭視頻采集及網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊，其特征在于，所 述的嵌入式開發(fā)平臺是帶有S3C2410芯片并裝有LINUX操作系統(tǒng)的開發(fā)板。
3. 權(quán)利要求1所述的一種嵌入式攝像頭視頻采集及網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊的工作方法，包括攝 像頭采集視頻數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡(luò)傳輸和調(diào)節(jié)圖像亮度和對比度，其特征在于，實現(xiàn)方法步驟如下1) 設(shè)置被采集圖像的對比度和亮度參數(shù)；2) 打開攝像頭并初始化采集圖像的各項參數(shù)；3) 創(chuàng)建并初始化網(wǎng)絡(luò)套接字；4) 初始化視頻流顯示的參數(shù)；5) 初始化視頻流壓縮的參數(shù)；6) 設(shè)置并初始化視頻發(fā)送緩沖區(qū)；7) 從攝像頭中讀取一幀原始圖像數(shù)據(jù)；8) 顯示原始圖像數(shù)據(jù)；9) 將原始圖像數(shù)據(jù)壓縮；10) 建立UDP網(wǎng)絡(luò)連接，將壓縮的原始圖像數(shù)據(jù)通過UDP網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到目的IP地址；11) 根據(jù)被采集圖像的清晰度要求，實時調(diào)整采集圖像的亮度和對比度。
4. 如權(quán)利要求3所述的一種嵌入式攝像頭視頻采集及網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊的工作方法，其特征在于，步驟2)所述的打開攝像頭并初始化采集圖像的各項參數(shù)的流程如下1) 查看是否有攝像頭節(jié)點；2) 內(nèi)存映射;3) 檢查設(shè)置的參數(shù)是否在攝像頭允許取值的范圍之內(nèi)；4) 設(shè)置圖像亮度；5) 設(shè)置圖像對比度；6) 設(shè)置圖像的分辨率；7) 設(shè)置圖像的數(shù)據(jù)格式；8) 設(shè)置圖像獲取通道。
5. 如權(quán)利要求3所述的一種嵌入式攝像頭視頻采集及網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊的工作方法，其特 征在于，所述步驟3)創(chuàng)建并初始化網(wǎng)絡(luò)套接字的流程如下1) 創(chuàng)建本地網(wǎng)絡(luò)套接字；2) 設(shè)置本地套接字的協(xié)議族、端口、 IP地址；3) 創(chuàng)建目的網(wǎng)絡(luò)套接字；4) 設(shè)置目的套接字的協(xié)議族、端口、IP地址；5) 綁定套接字。
6. 如權(quán)利要求3所述的一種嵌入式攝像頭視頻采集及網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊的工作方法，其特 征在于，所述步驟4)初始化視頻流顯示的參數(shù)的流程如下1) 設(shè)置顯示器的顯示深度；2) 設(shè)置圖像的分辨率；3) 設(shè)置播放圖像的速率。
7. 如權(quán)利要求3所述的一種嵌入式攝像頭視頻采集及網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊的工作方法，其特 征在于，所述步驟5)初始化視頻流壓縮的參數(shù)的流程如下1) 設(shè)置視頻的壓縮標準；2) 設(shè)置視頻的幀率；3) 設(shè)置視頻的分辨率。
8. 如權(quán)利要求3所述的一種嵌入式攝像頭視頻采集及網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊的工作方法，其特 征在于，所述步驟8)顯示原始圖像數(shù)據(jù)的流程如下1) 讀取一幀圖像數(shù)據(jù)；2) 初始化QImage類和QRgb類；3) 將每幀視頻數(shù)據(jù)中的每一個像素點的值轉(zhuǎn)換成QRgb類中的像素點值；4) 將每個QRgb類中的像素點值按照原來的順序排列成為QImage類的一幀圖像；5) 初始化QPainter類；6) 調(diào)用QPainter類的drawlmage接口函數(shù)和QImage類實例顯示出圖像。
9. 如權(quán)利要求3所述的一種嵌入式攝像頭視頻采集及網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊的工作方法，其特 征在于，所述步驟10)建立UDP網(wǎng)絡(luò)連接，將壓縮的圖像數(shù)據(jù)通過UDP網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到目的IP 地址的流程如下1) 將圖像數(shù)據(jù)按固定長度分為UDP包數(shù)據(jù)；2) 為每個UDP包數(shù)據(jù)加上控制信息，即RTP頭；3) 將UDP包通過網(wǎng)絡(luò)套接字發(fā)往目的地址。
全文摘要
一種嵌入式攝像頭視頻采集及網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊及其工作方法，屬于視頻網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)領(lǐng)域。模塊包括硬件和軟件兩部分，硬件是一個USB攝像頭和嵌入式開發(fā)平臺，軟件寫入嵌入式開發(fā)平臺。嵌入式開發(fā)平臺是帶有S3C2410芯片并裝有LINUX操作系統(tǒng)的開發(fā)板。工作方法，包括攝像頭采集視頻數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡(luò)傳輸和調(diào)節(jié)圖像亮度和對比度。本發(fā)明能夠在S3C2410嵌入式開發(fā)平臺實現(xiàn)控制USB攝像頭采集視頻圖像，并通過采用QT視頻顯示技術(shù)，既可以將采集的視頻圖像在本地的QT編寫的可視化窗口中播放，也可以調(diào)整采集圖像的格式，使圖像在保證圖像質(zhì)量的前提下最大化壓縮數(shù)據(jù)量，通過linux下的網(wǎng)絡(luò)編程技術(shù)將壓縮后視頻數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)傳輸，并且可以調(diào)節(jié)采集圖像的亮度和對比度。
文檔編號H04N7/18GK101729869SQ20091025603
公開日2010年6月9日 申請日期2009年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月21日
發(fā)明者徐超, 林賀, 王恒, 石祚夫, 袁東風, 魏斌 申請人:山東大學(xué)