Linux人工智能开发实例 课件 4.1 视频采集系统总体设计与功能开发

第4章网络视频监控Linux开发案例网络视频监控Linux开发案例本章分析Linux技术在网络视频监控中的应用，共分2个模块：

1.系统总体设计与Linux驱动开发：先进行系统总体设计分析，分析mjpg-streamer技术，进行mjpg-streamer开发调试和mjpg-streamer视频采集程序设计，并实现USB摄像头网络监控。2.安防报警功能开发：先进行软件界面框架分析，配置信息保存功能设计、燃气传感器Linux驱动开发、报警管理功能设计、报警拍照功能设计，并实现视频安防系统。第4章网络视频监控Linux开发案例

4.1视频采集系统总体设计与功能开发网络视频监控Linux开发案例嵌入式Linux的视频应用系统目前主要有以下应用领域：远程监控、监控视频录制、嵌入式视觉系统、视频传感器。本项目是嵌入式Linux中使用摄像头的应用示例，是一种基于Internet视频监控在嵌入式系统中的解决方案,并介绍了这种嵌入式设备的硬、软件组成以及实现难点.通过这套设备,便可以利用终端机的网页浏览器访问、配置挂接其上的网络摄像头,从而达到重复利用Internet资源进行视频监控的目的。功能需求如表所示。4.1.1系统总体设计分析

系统需求分析功能功能说明视频监控功能实时显示USB摄像头视频流报警日志功能显示当前传感器报警状态，记录报警日志，保存最近10条报警信息，联动拍照开关设置。报警图片功能显示最近4张报警照片网络视频监控Linux开发案例网络视频安防系统，其硬件主要边缘计算网关、Arm扩展模块与高清摄像头构成。边缘计算网关连接高清摄像头实时采视频数据通过mjgp-streamer服务可以通过PC端的浏览器实时查看，网关连接Arm扩展模块的TVOC传感器实时采集气体数据作为燃气超标的依据产生安防警报，PC端的WEB管理界面可实时查看传感数据，进行报警参数设置，查看报警记录与报警照片，硬件结构框如图所示。4.1.1系统总体设计分析

系统总体设计网络视频监控Linux开发案例网络视频安防系统，其软件模块主要由硬件驱动程序、Boa服务软件、mjpg-streamer服务软件、安防应用主控软件、PC端Web管理软件构成，软件总体结构框图如图所示。4.1.1系统总体设计分析

系统总体设计网络视频监控Linux开发案例mjpg-Streamer是一个开源项目，其基本功能是从一个uvc内核摄像头读取内容，然后将它推送到本地的8080端口上面，实际为一个本地的视频服务器，其功能架构如图所示4.1.2mjpg-streamer网页显示视频mjpeg-streamerJPEG图片USB驱动V4L2驱动设备驱动uImage（硬件）USB摄像头设备端网络视频监控Linux开发案例UVC摄像头免驱动摄像头，是一种遵循视频设备类（USBVideoClass，简称UVC）标准协议的摄像头。将符合标准的摄像头连接到符合标准的操作系统，系统就会自动为其安装驱动并进行设置，使摄像头实现真正意义上的即插即用。uvc是一种硬件的框架结构，只有当其是通过一种标准的设计使其实现了免驱；而V4L2是一种驱动程序，其是实现系统与uvc设备等的通信。MJPG编码格式MJPG是MJPEG的缩写，MJPEG全名为:MotionJointPhotographicExpertsGroup”，是一种视频编码格式，MotionJPEG技术常用与闭合电路的电视摄像机的模拟视频信号“翻译”成视频流，并存储在硬盘上。典型的应用如数字视频记录器等。MJPEG不像MPEG，不使用帧间编码，因此用一个非线性编辑器就很容易编辑。MJPEG的压缩算法与MPEG一脉相承，功能很强大，能发送高质图片，生成完全动画视频等。但相应地，MJPEG对带宽的要求也很高，相当于T-1，MJPEG信息是存储在数字媒体中的庞然大物，需要大量的存储空间以满足如今多数用户的需求。因此从另一个角度说，在某些条件下，MJPEG也许是效率最低的编码/解码器之一。MJPEG

是24-bit的“true-color”影像标准，MJPEG的工作是将RGB格式的影像转换成YCrCB格式，目的是为了减少档案大小，一般约可减少1/3~1/2左右。4.1.2mjpg-streamer网络视频监控Linux开发案例MJPEG与MJPG的区别：1）MJPEG是视频，就是由系列jpg图片组成的视频。2）MJPG是MJPEG的缩写,但是MJPEG还可以表示文件格式扩展名。mjpg-streamer1）mjpg-streamer是一个命令行应用程序，它将JPEG帧从一个或多个输入插件复制到多个输出插件。它可用于通过基于IP的网络将JPEG文件从网络摄像头流式传输到各种类型的查看器，如Chrome，Firefox，Cambozola，VLC，mplayer和其他能够接收MJPG流的软件。2）它最初是为嵌入式设备编写的，在RAM和CPU方面资源非常有限。其前身“uvc_streamer”的创建是因为Linux-UVC兼容相机直接生成JPEG数据，即使是运行OpenWRT的嵌入式设备，也可以实现快速和流畅的M-JPEG流。输入模块“input_uvc.so”从连接的网络摄像头捕获这样的JPG帧。mjpg-streamer现在支持各种不同的输入设备。源码结构分析如图所示。4.1.2mjpg-streamer（源码结构分析图请查看文档）网络视频监控Linux开发案例4.1.3mjpg-streamer开发调试mjpg-streamer是开源项目，其软件包可直接在网上下载，下载安装后进行简单的配置可运行服务，查看运行效果。主要步骤如下：1）下载mjpg-streamer源码2）make命令编译并安装3）Linux网关连接摄像头4）启动视频采集与输出5）浏览器输入mjpg-streamer服务IP地址进行测试（详细命令步骤请查看文档）网络视频监控Linux开发案例4.1.4mjpg-streamer视频采集程序设计mjpg-streamer服务软件安装运行后会提供一个HTTP服务，通过HTTP服务可以自行开发WEB应用程序，对采集的视频图像进行处理。程序中首先通过样式表定义了一个webcam的显示区域，核心功能过通过javascript脚本实现，varimg=newImage()会创建一个图片对象img，通过mjpg-streamer服务获取图片，再利用文档对象webcam在页面上显示，实现代码如下：（视频采集WEB程序源码详细请查看文档）img.src="70:8080/?action=snapshot&n="+(++imageNr);varwebcam=document.getElementById("webcam");webcam.insertBefore(img,webcam.firstChild);网络视频监控Linux开发案例4.1.5开发实践：USB摄像头网络监控1、摄像头连接与设置本项目中使用到智能网关、高清摄像头。高清摄像头连接网关的USB3.0接口，如图所示。（详细命令步骤请查看文档）检测USB摄像头的连接状态：输入命令”ls/dev”可以看到红框中有video0设备可以说明usb摄像头正常运行，如图所示。网络视频监控Linux开发案例4.1.5开发实践：USB摄像头网络监控2、mjpg-streamer编译与安装3、mjpg-streamer服务启动测试（详细命令步骤请查看文档）在网关的任意目录下通过下述命令启动mjpg-streamer服务：/usr/local/bin/mjpg_streamer-i"/usr/local/lib/mjpg-streamer/input_uvc.so-n-f24-r800x600"-o"/usr/local/lib/mjpg-streamer/output_http.so-p8080-w/usr/local/share/mjpg-streamer/www"网络视频监控Linux开发案例4.1.5开发实践：USB摄像头网络监控4、mjpg-streamer视频程序测试（详细命令步骤请查看文档）将“MjpgStreamer”目录下测试页面文件index.html复制到/usr/local/share/mjpg-streamer/www目录下。在网关的任意目录下通过下述命令启动mjpg-streamer服务：：在网关或开发电脑的浏览器输入网关的IP地址与服务端口号70：8080。页面上有一个“Paused”暂停按钮可以停止视频流的显示，如图所示。网络视频监控Linux开发案例4.1.6小结本节学习了网络视频安防系统的总体的硬件与软件结构框架，Linux系统中主流的mjpg-streamer视频采集处理软件学