第一章绪论
1.1研究背景及意义
现在的操作系统多种多样,Android操作系统以其自身的开源性、强大的Google引擎和炫酷的界面成为时代主流。Android开发平台由于其底层用的是嵌入式Linux操作系统,目前广泛用于手持终端
上一世纪PC时代微软凭借其掌握的的Windows操作系统技术造就了计算机个人终端的微软帝国,互联网时代Google凭借搜索引擎造就了Google帝国。现在,移动互联网时代的来临,Google从200_5年起历经数年,耗资数亿,研发了手机系统AndroidAndroid不仅仅是手机系统,也是开发平台,更可以延伸到各种移动设备和PC
截止2012年1月4口,Android Market上的应用程序突破40万个,每4个月增长10万个应用程序。
截止2012年2月22口,Android在中国大陆的智能手机操作系统市场占有率达到了68.4070。
截止2012年3月4口,Android在印度的智能手机操作系统市场占有率达到了34070
截止2012年4月4口,Android在美国市场的占有率达
通过以上数据,可以看出,Google在将自己的网络技术嵌入到自己的操作系统中的这一举措,赢得了当今市场移动网络互连的需求,也为当代市场的“洗牌”赢得了自己的先机。
多媒体技术一直被广泛的应用在各个领域,大到航空航天、工业生产、交通、电力、银行、办公大楼,小到手机、相机、MP3等,无处不在。现如今各个嵌入式操作系统对其功能都有支持,例如:WindowsCE, PaImOS, uC/OS II等,但是Android操作系统凭借其自身的优点:
(1)开发性:Android平台允许任何移动终端厂商加入到Android联盟,这一优点使其拥有更多的开发者。对于Android平台来说,更多的开发者,使得内核系统更加完善,更新更加迅速对于消费者,最大的受益就是丰富的软件资源,开发的平台在软件的性能上也会带来更大的竞争,消费者可以用更低的价位购得心仪的手机。
(2)丰富的硬件选择:这点也与Android平台开放性相关,由于Android的开发性,众多的厂商会推出千奇百怪的功能特色各异的多种产品,功能上的差异和特色,却不影响到数据同步、甚至软件的兼容。
(3)开发商不受任何限制:Android提供给第二方开发商一个十分宽泛、自由的环境,开发商因此不会受到各种条条框框的阻扰。
(4)无缝结合Google应用:Android平台无缝结合了Google服务如地图、邮件、搜索等,这些优秀的Google服务为Android平台迎合市场需求加分不少。
使得Android平台更具潜力,由十现有的官方发布的Android2.3版本平台对H.264编码尚不完善,课题实现了基十Android2.3软平台和S3C6410硬平台的视频的编码及显示存储设计和实现。
Android操作系统以其炫酷的用户桌面,丰富的应用系统,庞大的Google资源,和尚不完全成熟的技术使得目前主要用十手机平台,以后很可能发展到平板电脑上面。对于Android操作平台的多媒体部分,其开发者Google于2011年1月份声称,在未来几个月Chrome将移除对H.264编码的支持。Android2.1版本不支持H.264编解码,Android2.2版本支持H.264解码,不支持H.264编码。是因为这些版本的Android的OpenCORE(媒体库)不支持的缘故。本文基于Android2.3版本,该版本的OpenCORE中已经集成了H.264编码所需的支持,但在官方发布的系统中,H.264编码[Un的功能尚未实现,另外至2011年6月份,安徽工程大学的学生在硕士毕业论文中也做过该工作,但是在该论文中,作者并没有讲明采用的Android平台版本,其实现的硬件平台也不是主流平台,介于此本文研究并实现了基十Android2.3版本的S3C6410硬件平台上的H.264视频编码及显示、存储系统。
现有的网络协议TCP/IP不能满足媒体的网络传输要求,国际新推出的H.264编码标准成功的完善了这一性能。本课题采用最新国际视频编码标准H.264实现对视频图像的编码
1.2视频编码发展的历史
国际电联ITU_ T与IS O/IEC是定制视频标准的两大组织,标准包含H.261,H.263主要应用十实时视频通信领域,如会议电视;MPEG系列标准是由ISO/IEC制定的,主要应用十视频存储(DVD)、广播电视、因特网或无线网上的流媒体。
第三章 视频编解码及显示........... 24-36
3.1 H.264 视频采集........... 24-25
3.2 视频采集及显示存储........... 25-29
3.2.1 颜色编码........... 26-27
3.2.2 视频源信息编码........... 27-28
3.2.3 视频存储信息........... 28
3.2.4 视频信息解码........... 28
3.2.5 存储空间........... 28-29
3.3 硬平台设计........... 29-36
3.3.1 硬件平台........... 29-34
3.3.2 软件框架........... 34-36
第四章 平台构建及........... 36-48
4.1 S3C6410 微处理........... 36
4.2 开发平台........... 36-42
4.2.1 硬件平台........... 36-37
4.2.2 软件开发平台........... 37-40
4.2.3 多媒体编解码器 ........... 40-42
4.3 Android 内核视频部分........... 42-46
4.3.1 Android 的媒体........... 43-44
4.3.2 Linux 的 ........... 44-46
4.4 小结........... 46-48
第五章 系统实现........... 48-58
5.1 简述........... 48
5.2 核心软件代码........... 48-49
5.3 视频预览系统........... 49-51
5.4 视频编码系统........... 51-53
5.5 视频解码系统........... 53-56
5.6 控制台代码........... 56
5.7 小结........... 56-58
总结与展望
视频采集及显示存储技术是现代电子技术不可缺少的一部分,嵌入式技术的发展,电子工艺的提高,新一代微处理器的出现,市场需要我们在更高的平台,作出性能更优异的多媒体功效。对于Android开发平台,尤其是新一代的视频编码标准H.264,国内外的研究很普遍。课题在这一背景下设计并实现了Android2.3版本上基十S3C6410微处理器的H.264视频采集及显示存储系统。
论文首先介绍了课题的来源研究背景及意义,并介绍了课题中编码标准的发展历史;然后介绍并研究了Android操作系统的架构,研究了Android操作系统框架结构中各层的功能及层次的相关性。侧重介绍了Linux核心操作系统;再次从总体上对系统进行软硬件设计,预测了系统在实行中将遇到的理论知识,并做理论研究,结合研究实际从理论上阐述视频系统的显示原理,最后,对硬件平台进行分析,给出预设的硬件系统,并对软件框架进行分析和设计,给出软件系统的设计方案;在完成基于Android操作系统视频采集及显示和存储的设计的基础上,分析了实际采纳的软硬件平台,讲述实际工作中平台构建过程,和软件开发采纳的软工具,并研究了开发过程中遇到的问题和解决方法,另外着重介绍了Linux系统多媒体的核心支持模块,研究了核心代码;最后给出了系统经调试实现功能的核心代码,并在分析代码的基础上讲解了linux内核线程通信机制,用户空间和内核空间信息交换等方法。最终在基十ARM 11体系结构的S3C6410处理器开发板上得到实现。