基于ARM11的无线视频

3 视频数据采集和编码设计

3.1 基于V4L2 视频数据采集设计

在Linux 系统下，对视频设备的各种操作是通过Video4Linux2 实现的，简称V4L2.应用程序通过V4L2 提供的接口函数实现视频设备的操作。整个视频数据采集的过程如图2 所示。

（ 1） 打开视频设备， int open（ const char *pathname, int flags）。调用该函数，若返回值为-1,表示打开失败，否则，表示所打开设备的文件描述符。

（2）取得设备信息。通过ioctl（cam_fp, VIDIOC_QUERYCAP, cap）函数来取得设备文件的属性参数并存储于cap 结构中，其中cam_fp 指的是打开的视频设备的文件描述符。

（ 3）选择视频输入方式。通过ioctl（cam_fp,VIDIOC_ S_INPUT, chan）函数设置视频设备的输入方式，其中chan 的数据结构类型是v4l2_input,用来指定视频的输入方式。

（ 4 ） 设置视频帧格式。通过ioctl（cam_fp ,VIDIOC_S _FMT, fmt）函数设置视频的帧格式，其中fmt 的数据结构类型是v4l2_format,用来指定视频的宽度、高度、像素大小等。

（5）读取视频数据。通过read（cam_fp, g_yuv,YUV_ SIZE）函数，把摄像头一帧的数据存放到g_yuv中，其中YUV_ SIZE 指的是每帧数据的大小。

（6）关闭视频设备。通过close（cam_fp）函数来实现视频设备的关闭。

图2 视频数据采集流程框图。

3.2 视频数据的H264 编码

为了提高视频数据编码速度，本系统采用的是H264 硬编码方式，硬编码具有不占用CPU 资源，运算速度快等优点，从而满足视频数据实时性的要求。

具体编码的过程如图3 所示。

（1）创建H264 编码结构。调用SsbSipH264EncodeInit （width, height, frame_rate, bitrate, gop_num）函数实现的，其中width 表示图像的宽度，height 表示图像的高度，frame_rate 表示帧频，bitrate 表示比特率或码率，gop_num 表示两个相离关键帧之间最多包含多少个帧（B 或P 帧）。

（2）初始化H264 编码结构，调用SsbSipH264Encode Exe （handle）函数。

（3）获取视频输入地址，SsbSipH264EncodeGetInBuf （handle, 0）函数来实现，该函数返回视频输入的首地址，存放在p_inbuf 中。

（4）输入视频数据，调用memcpy（p_inbuf, yuv_buf, frame_size）函数实现，p_inbuf 存放需要编码的数据，yuv_buf 存放原始视频数据，frame_size 表示数据的大小。

（5）编码视频数据，对p_inbuf 内容进行H264编码，调用SsbSipH264EncodeExe（handle）函数实现。

（6）输出已编码的数据，SsbSipH264EncodeGetOutBuf （handle, size），该函数返回已编码图像的首地址，size 表示已编码图像的大小。

（7）关闭硬编码设备，调用SsbSipH264EncodeDeInit （handle）函数实现的。

图3 H264 编码流程框图。