基于Android智能手机的远程视频监控的设计

摘要：为了实现移动视频监控，提出了一种基于智能手机的远程视频监控系统。介绍了监控系统的体系结构和硬件平台，阐述了嵌入式操作系统Android 应用程序的开发方法，并结合实际的应用系统，重点论述了Android 平台上视频监控客户端的设计思路。移植了音视频解码库FFmpeg 进行H. 264 视频解码，并采用OpenGL ES 实现实时视频显示。在无线局域网络的环境下对视频监控终端进行测试，达到了利用手机进行移动视频监控的目的。

随着多媒体技术、视频压缩技术以及网络传输技术的发展，视频监控正朝着数字化、网络化、智能化方向持续发展，并越来越广泛地渗透到政府、教育、娱乐、医疗等领域。目前大部分的网络视频监控系统是基于WEB 服务器的， 监控终端为PC机，用户使用浏览器获取监控服务。由于互联网接入地点的限制，普通的网络视频监控无法满足用户在任何时间、任何地点获取监控信息的需求。

本文介绍了一种以Android 智能手机为终端的视频监控系统，该系统将传统的视频监控与移动多媒体技术相结合，真正实现了移动视频监控。

1系统的结构

本文中的视频监控系统采用C/ S 体系结构。

如图1 所示，该系统由视频采集端（ 摄像头），视频服务器以及监控客户端等构成。

图1视频监控系统总体结构

视频服务器是整个系统的核心部分，它将摄像头采集到的原始模拟信号转换为数字信号，并对视频数据进行编码压缩，最后通过Internet 将压缩后的数据传送至客户端。客户端通过TCP/ IP 协议访问服务器，通过对视频数据的接收、解码以及显示，实现实时预览功能。客户端也可以根据用户需求发送控制命令，实现对前端设备的控制操作，如云台控制等。

服务器部分采用Hi3515 处理器芯片为硬件平台，并移植了嵌入式操作系统Linux 作为整个系统运行的软件环境。Hi3515 是一款基于ARM9 处理器内核以及视频硬件加速引擎的高性能通信媒体处理器，具有H. 264 和MJPEG 多协议编解码能力。

本文以基于Hi3515 的远程视频监控系统为例，重点介绍了Android 平台上监控客户端的设计过程。

2Android 开发介绍

Android 是基于Linux 开放性内核的操作系统，是Google 公司在2007 年11 月5 日公布的手机操作系统。Android 采用软件堆层的架构，主要分为三部分：底层以Linux 核心为基础，提供基本功能；中间层包括函数库和虚拟机；最上层是各种应用软件。

Android 平台显着的开放性使其拥有众多的开发者，应用日益丰富，不仅应用于智能手机，也向平板电脑、智能MP4 方面急速扩张。

Android 应用程序用Java 语言编写，每个应用程序都拥有一个独立的Dalvik 虚拟机实例，这个实例驻留在一个由Linux 内核管理的进程中。Dalvik支持Java Native Interface（JNI）编程方式，Android 应用程序可以通过JNI 调用C/ C++开发的共享库，实现Java+C冶的编程方式。开发Android 应用程序最简捷的方式是安装Android SDK 和Eclipse IDE.

Eclipse 提供了一个丰富的Java 环境，Java 代码通过编译后，Android Developer Tools 会将它打包，用于安装。

3 监控客户端的设计与实现

基于Android 平台的监控客户端的总体框架如图2 所示，分别由网络通讯模块、视频解码模块以及视频显示模块等构成。其中网络通讯模块接收来自服务器的所有数据，对数据进行解析，并将视频数据存入到视频缓冲区。视频解码模块负责从视频缓冲区中读取数据并送入H. 264 解码器进行解码。最后，采用OpenGL 图形库将解码后图像绘制到屏幕上实现视频播放。

图2客户端总体框架。

3. 1 H. 264 视频解码器的实现

在网络视频监控系统中，视频的编码压缩是非常必要和关键的工作，没有经过压缩的海量数据对网络传输系统来说是无法承受的[7] .H.264 是目前最先进的视频压缩算法，它由视频编码层VCL 和网络提取层NAL 两部分组成。其中，VCL 进行视频编解码，包括运动补偿预测、变换编码和熵编码等；NAL 采用适当的格式对VCL 视频数据进行封装打包。H.264 标准对编码效率和图像质量进行了诸多改进，且抗丢包性能和抗误码性能好，适应各种网络环境，非常适合于对压缩率要求高，网络环境复杂的移动视频监控。

客户端接收的数据是经过H.264 编码压缩后的数据，需要经过H.264 解码还原视频图像后才能够显示，因此，H.264 解码器是客户端的关键部分。这里移植了开源的音视频解码库FFmpeg 进行H.264 解码。在Android 应用程序中使用FFmpeg 的步骤如下：

（1）在Linux 环境下安装Android 原生开发工具包NDK.

（2） 创建jni 文件夹，将FFmpeg 工程复制到文件夹下。创建H264Decoder. c 源文件，提供