第一章
第一章 序言
1.1 课题目的
随着多媒体技术的飞速发展，人们对于生活质量的要求以及安全意识也在日益增长，音视频等多媒体技术在嵌入式开发中的广泛应用既是最直观的体现，日常生活中，人们使用各种嵌入式产品摄像、拍照的现象随处可见，大街小巷也都有安防摄像头。而这些现象的核心就是音视频信息采集，它是视频处理再加工以及安防监控的基础，而嵌入式音视频数据采集模块的设计，对音频，视频数据进行采集、存储、应用，恰恰能够为视频处理和安防监控提供基础，以及为学生学习音视频处理提高技术支持，既是我这次毕业设计的目的。
1.2 资料调研分析
近年来随着嵌入式行业的迅速发展，嵌入式产品日益成为人们生活的必需品，
并且随着技术的进步，嵌入式产品正朝着高端低成本的方向发展，其中基于嵌入式的音视频技术就是最好的案例，音视频等多媒体技术在嵌入式开发中应用极为广泛，例如：摄像头图像采集、LCD显示图片、音频采集与播放等在嵌入式各产品中都会有所涉及。国内外又没有专门音视频信息采集的基础软件，而嵌入式音视频数据采集模块的设计作为音视频数据采集的基础软件，以Linux系统为开发环境，arm A8架构作为硬件平台大大节约了开发成本，提高项目的可移植性，不仅可以做为人们生活的娱乐产品，还可以为视频处理再加工以及安防监控提供基础，符合嵌入式发展的需求。
1.3 设计简介
本设计是嵌入式音视频数据采集的，实现录放音、录像、播放录像，拍照、图片浏览等功能，主要分为音频数据和视频数据的采集、应用两个部分。使用凌阳公司提供的 cortex A8开发板，通过linux c程序编程对开发板的话筒进行录音，并用扬声器播放录制的音频，把摄像头插到开发板上，通过程序读写
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第一章
音视频设备使摄像头采集的图像并显示在液晶屏上，并实现拍照，照片浏览等功能。
音频部分主要是通过采集电路（麦克风）得到的是一种连续变化的音频信号(模拟信号)，在经过AD转换电路将音频信号转换为计算机可以处理的数字信号，进行存储，实现音频数据的采集。录音时，先设置好采样频率、采样位数、声道数，再启动声卡的AD芯片，将音频的模拟信号转化为数字信号，最后将音频对应的数字信号存储到文件中。放音时需要依据录音时声卡的采样频率、采样位数、声道数去设置声卡，再将音频的数字信号通过声卡的DA芯片转化为音频对应的模拟信号。
视频部分主要是通过C编程从摄像头连续捕捉一帧图像并按照一定的时间间隔显示电容屏上，显示图像时，若图像每秒变化超过24次，根据余晖效应，此时人眼无法辨别单幅的静态图像，一张一张静态的图像看上去是连续的运动的，从而形成了视频。从摄像头获取的图像是原始yuv格式的数据，需要同编程将捕获的每一帧图像转换为一定格式的图片按照一定规则进行存储，从而实现视频数据的采集。
第二章
第二章 设计要求及方案的确定
2.1 设计要求
（1）能够录音并存储为wav格式的音频文件。 （2）播放已经存在的wav格式的音频文件。
（3）视频采集与显示，能够实时从摄像头中获取图像并将摄像头获的帧数
据显示到屏幕上。
（4）拍照，捕捉一帧图像保存为bmp照片。
（5）照片浏览，能够把存储的bmp图片显示在电容屏上。 （6）录像，存储摄像头获得的数据,保存为mpg格式视频。 （7）播放录像，能够将存储mpg格式的视频播放出来。 （8） 图片及音频或视频支持自动播放 （9） 音频文件、视频文件选择目录显示并播放
2.2 方案的确定
2.2.1 方案的实现
音视频数据采集基础主要有两部分组成：硬件部分和软件部分
（1）硬件部分主要采用凌阳提供的coterx A8 开发板，以及外设摄像头 （2）软件部分主要分为两个方面：界面设计和功能实现
界面部分：界面设计主要由gtk+ 与glade 完成，首先由glade设计界生产xml文件，利用gtk+ 提供的函数接口读取xml文件就能生产相应的界面。功能
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第二章
实现：功能实现主要是以Linux C 编程为主，通过进程，线程，管道，以及信号量的使用来实现音视频数据采集
音频部分：Linux系统为用户操作音频设备提供了统一的编程接口，oss音频框就是其中一种，由于其比较简单容易操作，并且稳定性比较好在音频编程中被广泛使用。Linux下一切设备皆文件，因此通过oss音频提供的接口驱动音频设备文件/dev/dsp ，/dev/dsp：录音、放音对应的设备文件。向/dev/dsp文件中写数据会激活声卡上的D/A转换器进行放音。从/dev/dsp文件中读数据则会激活声卡上的A/D转换器进行录音。
视频部分：在Linux中，视频的采集、输入及输出主要采用V4L2框架，在V4L2编程框架中，内核为应用程序提供了访问音、视频设备的统一接口。通过V4L2接口操作视频设备可以像访问普通文件一样对设备文件进行读写。dev/videoX(X为数字0、1、2、...)对应着摄像头的设备文件。对设备文件进行读写完成视频数据的采集与播放。
视频显示：通过gtk+开源库显示采集到的图像。并且可以自由指定图像的大小，先将摄像头输出的yuv原始数据转换为rgb数据，再通过函数gtk_draw_rgb_image()接口将数据绘制到绘图区，显示在电容屏之前可以指定绘图区的大小，从而改变显示图像的大小。
2.2.2 设计流程
第二章
（1）界面切换流程图
图2-1 各功能界面之间切换流程图
（2）录音、播放录音流程图
图2-2 录音播放录音功能实现流程图