基于ARMLinux的无线音视频对讲系统设计（2） 系统软件, 界面设计, 数据流, 优先级, 对讲

yuyang911220

　3软件设计　　软件分为用户界面设计和数据处理、传输等模块的设计。
　　3.1基于多线程的软件总体设计
　　系统软件架构如图1所示，它是音视频单向采集、压缩、传输、接收、解压缩、处理回放音视频流控制过程，各个模块采用线程处理，由信号量处理线程间优先级构成循环的线程，有效地处理了音视频数据流。系统各功能模块化，便于修改和移植，代码简短精悍。

　　图1软件架构

　　3.2回音消除
　　系统开始时出现回音和延时问题，延时是由于采集传输过程中造成的，所以只能尽量缩短延时，而无法做到即时播放，这也是此系统的缺陷之一。回音是由于延时造成的，文中最后采用开源的Speex算法消除了回音。具体做法：将该算法编译成库文件，加入到Linux内核，即可以使用Speex的API函数，实现音频的回音消除。
　　3.3嵌入式音视频的同步
　　本文的基本思想是以视频流为主媒体流，音频流为从媒体流，视频的播放速率保持不变，根据本地系统时钟确定实际时间，通过调整音频播放速度来达到音视频同步。
　　首先选择一个本地系统时钟参考（LSCR），然后将LSCR发送到视频解码器和音频解码器，由这两个解码器根据各帧的PTS值对照本地系统时钟，参考产生各帧准确的显示或回放的时间。也就是说，生成输出数据流时依据本地参考时钟上的时间给每个数据块都打上时间戳（一般包括开始时间和结束时间）。在播放时，读取数据块上的时间戳，同时根据本地系统时钟参考上的时间来安排播放。
　　整个系统的音视频同步数据流程如图2所示。

　　图2音视频同步数据流程

　　4音视频通道管理
　　为了节约内存资源，便于通道的管理，本设计采用分通道的线程池管理，音、视频分别由自己的通道完成任务。
　　音视频采集使用同一个线程处理，采用select系统调用，每执行到此线程，就判断音视频设备是否就绪，若就绪即采集音频或视频到音视频缓冲区，再交给音视频采集压缩线程，最后再交给发送线程打包后采用TCP发送。需要说明的是本设计线程之间均采用信号量完成线程间基于TCP的音视频软件架构的同步管理。发送完以后进入接收线程等待对方发音视频数据。在接受端由接收线程接收到数据以后，判断数据的包头，再交由解压缩处理线程处理，然后播放音视频，再等待对方发数据到本机。
　　由于处理器的高速处理和高效率视频硬件H.264解压缩，使得整个系统实时性基本达到要求。嵌入式音视频管理模块实现了整个系统的统筹控制和实时处理，为音视频数据管理提供可靠的保证。
　　5结语
　　目前基于嵌入式无线终端的视频监控产品由于无需布线、传输距离远、环境适应能力强，性能稳定及通信便利等优势而倍受青睐，在安全监察、巡查通信、施工联络、人员调配等场合发挥着不可替代的作用。本系统是基于嵌入式Linux的无线音视频通信手持式终端，其体积较小、携带方便，采用锂电池经过开关电源芯片降压的方式给整个系统供电，其效率较传统直流稳压大大提高。在户外可视化娱乐、施工现场监控、大型安保联络等场合均可使用，具有广泛的应用前景。