基于DM6467T音视频同步压缩传输监控系统的设计与研究

摘要

随着社会的进步和科技的发展，半导体领域取得了突破性的进展，硬件处理速度显著提升，监控领域受到流媒体等技术的影响，也不再局限于视频，而是转变为音视频同时采集传输的形式。由于系统采集到的音视频数据过大必须经过压缩编码后才能在有限的带宽内传输，此外音视频编码的算法复杂度、所压缩数据量大小、网络传输带宽等的差异都会产生延迟，导致客户端出现音视频失步现象。另外传统的以ARM、DSP、FPGA为核心的监控方案均存在不足之处。为解决上述问题，本文设计了一款基于DaVinci处理器的音视频同步压缩传输监控系统。 系统采用DM6467T作为核心处理器，利用其独特的ARM+DSP双核架构完成整个系统的控制以及音视频数据的处理。硬件方面，系统采用TLV320AIC32和TVP5150作为音视频译码芯片；采用MT47HI28MI6RT25E和NAND01GW3B2AZA6E作为系统的存储芯片；采用KSZ8001作为系统网络传输芯片。在软件方面，选择H.264和AAC作为系统音视频数据压缩算法，并提出了基于RTP协议时间戳信息和RTCP协议反馈报文的同步控制方法。利用TI提供的开发套件搭建达芬奇软件平台，在Linux系统下对整个系统进行了程序设计，首先根据V4L2和ALSA框架完成音视频数据的采集、借助CE模块调用DSP端算法对数据进行压缩，之后利用ORTP库对数据进行打包发送，在接收端通过RTP时间戳信息和RTCP报文反馈的缓冲区占用情况调节音视频数据的发送速率与播放状态，从而实现音视频同步播放。 系统测试结果显示：解码后的音视频数据质量高，同步效果良好，系统延时在200ms左右，以上结果表明本文设计音视频同步压缩传输监控系统满足实际应用需求。

目录

声明

1绪论

1.1课题研究的背景和意义

1.2国内外研究现状

1.2.1开发平台的研究现状

1.2.2音视频压缩编码算法的研究现状

1.2.3网络传输技术研究现状

1.2.4音视频同步研究现状

1.3本文重难点与组织结构

2 多媒体同步技术和音视频编码技术

2.1多媒体同步技术

2.1.1多媒体同步的定义

2.1.2影响同步的因素

2.1.3同步性能的测量标准

2.1.4多媒体同步控制方法

2.2 音视频压缩编码技术

2.2.1 H.264视频压缩编码技术

2.2.2 AAC音频压缩编码技术

2.3 本章小结

3 音视频同步压缩传输监控系统总体设计

3.1系统总体设计方案

3.2系统硬件核心平台

3.3系统软件核心平台

3.4 本章小结

4 音视频同步压缩传输监控系统硬件电路设计

4.1音视频采集模块电路设计

4.1.1 音频采集模块电路设计

4.1.2 音频接口设计

4.1.3 视频采集模块电路设计

4.1.4 视频接口设计

4.2存储模块电路设计

4.2.1 NANDFlash内存电路设计

4.2.2 DDR2内存电路设计

4.3网络传输模块电路设计

4.3.1 DM6467T网络接口

4.3.2 百兆位媒体独立接口(MII)

4.3.2 PHY芯片

4.4电源模块电路设计

4.5 USB接口电路设计

4.6 UART接口电路设计

4.7 CPLD模块电路设计

4.9 本章小结

5音视频同步压缩传输监控系统软件设计

5.1软件平台搭建

5.2系统软件设计总体方案

5.3 音视频采集模块设计

5.3.1视频采集

5.3.2音频采集

5.4音视频编码模块设计

5.4.1视频编码

5.4.2音频编码

5.5 音视频网络传输模块设计

5.6 音视频同步播放模块设计

5.7 本章小结

6 系统测试与分析

6.1音频质量测试

6.1.1 ABX盲听测试

6.1.2 时域波形测试

6.2 视频质量测试

6.3 音视频同步测试

6.4 系统延时测试

6.5本章小结

7 总结与展望

7.1本文总结

7.2系统展望

参考文献

攻读硕士期间发表的论文及所取得的研究成果

致谢