视频设计论文篇(1)

1、设计原理及内容

1．1设计原理

为实现嵌入式田间图像视频采集，主控芯片选择使用比较广泛的S3C2440芯片，摄像头采用芯片为中星微ZC301的USB摄像头，把采集到的植物视频信息传输到主控芯片中。主控芯片包括把采集的视频信息显示到LED触摸屏上，还要把采集到的信息传输到PC机中。大田视频采集模块总体结构如图1所示。图1大田视频采集模块总体结构图软件方面包括USB摄像头的驱动程序、视频采集程序、LED实时显示程序网络传输程序的设计、调试、烧写等操作。

1．2主要研究的内容

1)对ARM嵌入式Linux的内核，Bootloader、YAFFS根文件系统的制作和移植，即完成软件平台的搭建;2)中星微ZC301的USB摄像头驱动程序的设计;3)模块的视频采集程序的设计;4)设计驱动LED，来显示采集到视频信息的程序;5)设计TCP网络传输程序，把视频信息发送出去;6)把采集到的视频图像显示到PC虚拟机上。

2、总体设计

2．1平台设计

2．1．1 BootLoader制作和移植首先按下任意键，使ARM9的程序运行停止在如图2所示的在DNW软件上出现主选择菜单界面;接着选择下载到flash，即选择‘1’，使用USB下载;在DNW软件上出现有关闪存的各个存储区间的情况。在上一步完成的基础上，再选择FLb．bin要烧写到NAND闪存中的位置，即选择‘0’，烧写到NAND闪存中的boot的位置;然后在DNW软件界面下执行配置选项中的操作执行指令，来进行下载地址、COM口和波特率设置;在DNW软件上点击USBPort选项中的传输操作，找到要烧写FLb．bin的位置，选中FLb．bin文件;文件传输完成后即完成了BootLoader的移植。

2．1．2 系统内核剪裁、制作和移植Linux内核的移植和引导加载程序的烧写过程几乎是相同的，添加内核的映像文件和BootLoader的移植都是相同的。也就是说，内核是下载到NAND闪存的kernel位置;内核移植时会出现移植进度条;移植完成后出现的和BootLoader的移植出现的提示一样。到此，Linux内核的移植就完成了。Linux内核配置对话框如图3所示。

2．1．3 FAFFS根文件系统的创建和烧写过程1)使用目录创造命令创造根文件系统的目录，并创建在usr目录下的bin、dev、etc等目录，把根文件系统的框架搭建起来;2)创造根文件系统的设备文件，进入到dev目录下使用创造命令来完成;3)安装etc，进入到etc目录下进行解压etc．tar．gz;4)进入到内核目录下使用模块编译命令来编制内核模块;5)使用模块安装命令对模块进行安装;6)使用配置命令对其进行配置，编译命令进行编译，安装命令进行安装;7)进入到根文件目录下使用ln－s命令来进行链接，重新再编译内核;8)将编译生成的内核映像文件通过USB传输到开发板的根文件系统中。

2．2软件设计

2．2．1 摄像头驱动程序设计

实现USB设备的即插即用功能的函数是摄像头探测函数，函数名称是sp_probe。该驱动程序中的数据传输模块使用takelet来实现对数据的同步快速传递，此函数对图像数据进行解码使用的是spcode．c程序。数据传输模块函数的具体名称是sp5_init_isoc，并且在sp5_open函数中挂有该函数的入口点。打开设备是同步传输数据开始的标志，这里实现数据传输的函数是sp_m_data，它把数据传送给驱动程序，驱动程序对数据的访问使用的是轮询法。Linux中的USB器件通过系统的USB层来操作下层硬件，流程图如图4所示。

2．2．2 模块视频采集程序

本系统的视频采集程序是基于V4L开发的，主要实现图像采集设备的初始化、读取和关闭等，基本操作流程如图5所示。

3、大田视频采集模块的安装与调试

3．1大田视频采集模块安装执行该命令要在该软件文件所在的目录下，将视频采集模块和PC虚拟机连接起来。这样在PC虚拟机上就会显示出视频图像，如图6所示。

3．2大田视频采集模块现场调试在齐齐哈尔嫩江大桥以北的农田里，对种植的土豆进行试验。模块调试如图7所示。图7模块调试一触摸屏LED和虚拟机显示图像不清晰，是因为帧的大小等参数设置得小，修改后图像较原来清晰些;触屏和虚拟机图像显示不连贯是因为其显示程序中延时设置太大，以及内核需要优化小点。大田视频采集模块的对农作物视频采集稳定，触屏的视频图像显示非常清晰，且以非常高的质量把采集到的视频图像传输到了PC机上(见图8)，在其上显示的视频图像清晰连贯，能对农作物进行非常有效的实时监测;操作人员能够从其中迅速获得农作物的自身生长发育情况和是否有病虫害等信息，而且大田的农作物视频信息采集受阳光的影响也很小。本次试验非常成功。图8PC机显示的视频图像

4、结论

视频设计论文篇(2)

关键词视频采集播放卡PCI总线流Minidriver

1引言

随着宽带网络技术和流媒体技术的迅猛发展，计算机用户可以从网络上获得的影音资源日益丰富，人们不但可以从网络上下载，而且能够通过在线点播方式即时收看影音文件。在电视、计算机、宽带网络日益普及的今天，利用设备整合现有资源，充分发挥各设备优势，实现资源利用的最大化显得尤为重要。通过设计视频采集播放卡，实现音视频采集和计算机（网络）影音文件后台播放输出，有利于音视频资源的整合利用，提高资源利用率。

2总体方案

视频采集播放卡由硬件和软件两部分组成，如图1所示。硬件部分包括PCI接口模块、音频编解码模块、视频解码模块、视频编码模块以及电源模块等。软件部分包括驱动模块和应用程序模块。驱动模块属于底层的软件接口，主要为上层的应用程序提供硬件调用接口。

图1系统软硬件框图

当前计算机支持的媒体格式多种多样，自己去为每一种媒体格式编写编解码程序不太现实。在操作系统中有着丰富的编解码资源，如何利用这些资源就显得至关重要。DirectShow为Windows平台上处理各种各样的媒体文件播放、音视频采集等高性能要求的多媒体应用提供一个完整的解决方案。为了利用操作系统中提供的编解码资源，需要编写流Minidriver，利用包装Filter对硬件设备驱动程序进行包装，实现DirectShow应用程序对硬件设备的访问。

3硬件实现

视频采集播放卡由多媒体控制器SAA7146A、视频编码器SAA7121H、视频解码器SAA7113H、音频编解码器TDA1309H、音频放大器TDA1308以及AT24C02等芯片组成，具体如图2所示。

图2硬件实现框图

计算机通过PCI总线与视频采集播放卡进行数据交互。通过配置SAA7146A内部寄存器，可以对芯片内部各功能模块进行控制，实现与芯片的数据交互。在视频采集过程中，模拟视频信号首先经过解码器SAA7113H，转换成标准的数字视频信号，SAA7146A芯片读取D1接口数据，并通过PCI总线上传给应用程序。在视频播放过程中，应用程序下传数据给SAA7146A，而后SAA7146A把视频数据传递给编码器SAA7121H，还原成模拟视频信号。音频信号采用TDA1309H实现数模和模数转换。

4驱动设计

驱动程序是受操作系统信任的、控制硬件设备的一组函数，它的优劣不仅事关硬件设备的功能实现，而且严重的设计缺陷还将造成操作系统的安全隐患。驱动程序开发采用DriverStudio2.7＋WindowsDDK＋VisualC++6.0实现。由于采用DriverWorks建立的驱动程序框架已包含实现设备的初始化、卸载等基本功能代码，因此在开发PCI设备驱动程序时可以把主要精力集中于处理硬件访问、中断处理和DMA传输等问题。

4.1硬件访问

驱动程序通过读写与设备相关联的寄存器同设备进行通信。为了引用设备的寄存器，DriverWorks定义了类KIoRange和类KMemoryRange来分别实现I/O空间寄存器和内存映射寄存器的访问。映射的地址空间大小和类型由PCI设备配置空间的基地址寄存器值决定。

控制SAA7146A芯片实现任何一个完整的功能，都可能需要编写一组寄存器访问指令。由于芯片SAA7113H和SAA7121H使用I2C总线进行设置。为实现对I2C总线接口的访问，不但要设置状态寄存器IICSTA和传输控制寄存器IICTRF，而且要设置主控制寄存器MC1/MC2。图3所示为I2C单字节写操作的流程图。4.2中断处理

为了方便状态查询，SAA7146A提供有两个状态寄存器来收集、存放状态信息，分别为主状态寄存器PSR(PrimaryStatusRegister)和次状态寄存器SSR(SecondaryStatusRegister)，其中主状态寄存器包含从次状态寄存器中概括的信息。中断使能寄存器IER使能中断，当某个中断条件发生时，中断状态寄存器ISR的对应位被置“1”。

在ISR主要完成如下工作：①检测SAA7146A状态寄存器，判断是否为本设备中断，“是”则阻止它产生另一中断，对中断进行简单处理，“否”则返回FALSE。②调用IoRequestDpc排队DPC请求在驱动程序的DpcForIsr例程中继续处理请求。

在每部分数据传输结束时由ISR触发DpcForIsr例程。它的工作是开始下一部分的传输和完成当前请求。

4.3DMA传输

为了传输音频和视频数据，SAA7146A芯片提供了8个DMA通道（3个视频通道，4个音频通道，1个DEBI通道）进行数据传输。为了克服大块内存获取，SAA7146A支持分散/集中列表，提供有内存管理单元MMU，用来处理不连续内存。使用MMU的关键是初始化页表。页表是一块页对齐的4K字节大小的物理内存。页表中存放每4K字节为单位的物理内存的物理起始地址。

下述代码启动视频DMA通道3，视频数据通过D1_A接口经BRS路由，输入到内存。

Height=conf.height;Width=conf.width;Pitch=conf.pitch;//置初值

basepage3.Page3=PageBaseAddress/4096;//页表基地址右移12位

basepage3.ME3=1;//使能MMU

basepage3.Limit=0;basepage3.PV3=0;

basepage3.RW3=0;basepage3.Swap3=0;

useraddr=0;//当前DMA通道使用的初始地址，多个DMA通道可以共用一个MMU页表

SetReg(MC1,0x04000400);//打开DD1接口

SetReg(DD1_INIT,0x07000000);//初始化DD1接口，

SetReg(MC2,0x06000600);//upload“DD1接口初始化设置”

SetReg(DD1_STREAM,0x00000000);//设置DD1接口视频数据流处理

SetReg(MC2,0x02000200);//upload

SetReg(BRS_CTRL,0x00000000);//设置BRS控制寄存器

SetReg(MC2,0x01000100);//upload

SetReg(PCI_BT_V,0x00170000);//设置Burst传输阀值

SetReg(NUM_LINE_BYTE3,(width<<16)|(Height/2);//设置视频图像大小

SetReg(BASE_ODD3,useraddr);//设置奇场视频数据起始存放地址

SetReg(BASE_EVEN3,useraddr+Pitch);//设置偶场视频数据起始存放地址

SetReg(PROT_ADDR3,useraddr+Height*Pitch);//设定保护地址

SetReg(PITCH3,Pitch);//设定两行视频数据存放地址间隔

SetReg(BASE_PAGE3,basepage3.value);//设置页表基地址等信息

SetReg(MC2,0x00100010);//upload“视频DMA3寄存器”

SetReg(IER,0x00000040);//设置中断使能寄存器

SetReg(MC1,0x00100010);//启动DMA3传输

4.4流Minidriver

Minidriver的整个调试工作是在DirectShow提供的GraphEdit工具中完成的，GraphEdit提供了良好可视化界面，可以方便的实现Filter的插入、删除和连接，而且可以查看和修改Filter属性。整个调试过程分为三步完成——视频预览和音频监听、视频采集并压缩存放为AVI文件、解压AVI文件并播放输出到电视设备。

图4所示为视频采集播放卡视频预览和音频监听的FilterGraph，视频输出到显示屏幕和声卡。

图4视频采集播放卡预览FilterGraph

图5所示为视频采集播放卡播放输出上述采集的AVI格式视频文件的FilterGraph，由于SAA7146ABRS只能接收UYVY格式的视频数据，因此需要增加了一个ColorSpaceConverterFilter来实现RGB24到UYVY格式的转换。

图5AVI文件播放输出FilterGraph

5总结

视频采集播放卡采用软件方法实现音视频压缩、解压缩，虽然需要占用一定的计算机系统资源，但具有硬件电路简单、成本低、升级容易等优点。设计选用专用多媒体PCI接口芯片SAA7146A，实现了与视频编码器、视频解码器和音频编解码器的连接。为利用现有音视频编解码资源，扩展视频采集播放卡应用范围，编写了流Minidriver。通过使用DirectShow提供的包装Filter，把硬件设备包装成多个Filter组件，实现了DirectShow应用程序对硬件设备的访问。

参考文献

[1]SAA7146ADataSheet.PhilipsSemiconductors.1998

[2]SAA7113HDataSheet.PhilipsSemiconductors.1999

[3]SAA7121HDataSheet.PhilipsSemiconductors.2002

视频设计论文篇(3)

【关键词】播客网 视频学习 在线学习

视频播客网在国外发展较成熟，国内视频播客网站起步晚，随着互联网和大数据时代的到来，国内视频播客网站也有了较好的发展，但其成熟度还赶不上国外。由此，对播客网站进行深入研究，已经刻不容缓。

1 播客网概述

长期以来，人们通过视频进行学习，大多是从某个地方拷贝视频存到自己电脑上，才实现学习的目的，如果要和别人分享视频，也只能用比较传统的方法传递给他人，费时也占存储空间。如果开发一个播客网站，就可以在线进行学习，并且，会员可在被审核通过后对视频进行上传，及时跟新视频，所以开发一个这样的在线学习网站是有必要的。

2 系统设计

2.1 总体功能模块

在线视频播放是播客网站的主要功能也是最复杂的功能，该功能需保证普通用户可以观看视频；会员既可观看视频也可上传自己的视频供其他用户浏览，还可对视频发表评论；管理员可对会员上传的视频进行审核，是否同意，可对视频进行添加、删除和修改操作。

除此之外，本播客网主要分四个模块，即播客网站首页，个人管理上传页，播放视频并发表评论页，专业视频管理页。功能模块如图1所示。

2.2 功能模块设计

（1）播客网站首页。这个页面主要提供给用户查看最新信息，如最新专业编程视频、娱乐视频等。

（2）个人管理上传页。这个页面中用户可上传喜欢的视频供其他用户学习。本页中需填写上传视频标题、内容等，最后通过“上传”按钮实现上传操作。

（3）播放视频并且发表评论页。这个页面中用户可看到自己本阶段正在学习的相关视频，还可对视频发表看法和意见。

（4）编程视频管理页。这个页面中管理员可看到所有用户上传的视频，并可对视频进行管理。如对视频进行审核。

2.3 数据库设计

数据是网站的灵魂，根据网站需求，采用SQL Server 2005数据库，建立相关表：

（1）视频详细信息表。视频标题、内容、点击率、类型、审核状态、月排行、路径图片、日期、顶人数、踩人数。

（2）视频评论信息表。评论视频编号，评论人、时间、内容。

（3）视频排行信息表。视频名称、类型、排行月份、点击率。

（4）视频投票信息表。投票者IP，投票视频ID。

（5）用户注册表。自动编号，用户登录名，密码，密码提示问题，提示答案，E-mail地址，是否锁定，锁定原因。

（6）公告信息表。自动编号，公告内容、日期、标题。

3 系统实现

3.1 公共类的设计

设计公共类，可提高开发效率，降低维护成本。本播客网站编写了两个公共类，分别为数据库操作类operateData，用于编写对数据库常用的操作；公共方法类operateMethod，用于编写在程序中常用的方法。例：

（1）实现用户登陆操作，首先自定义login（）方法实现登陆查询，通过SqlCommand. Parameter属性过滤非法字符，防止SQL注入式攻击。该方法编写在数据库的operateData中，返回ture时登录成功，返回false时登录失败。其中sql，name和pass是需要传递的参数。

（2）实现添加、删除和更新操作，用execSql（）方法，写在数据库操作类operateData中，只要传入一个string 类型参数即可调用。

3.2 播客网页面技术分析

3.2.1首页

在用Session保存数据时，可能会因改写bin目录下某文件或其他原因使Session中数据丢失。为防止丢失，把mode属性的参数设为StateServer。这样只有当电脑重启或StateServer崩溃时Session才会丢失。

3.2.2 个人管理上传页

上传视频的时候首先要判断上传的文件类型。如果上传的不是.flv格式，就需要转换。下面是转换格式的参数：

“-i”+Name+”-ab 128 -ar 22050 -qscale 6 -r 29.97 -s”+widthOfFile+”x”+heightOfFile+” ”+flv_file；

3.2.3 播放视频并发表评论页

（1）观看视频时，为防止同一个IP重复对同一视频投票，本播客网站将保存投票者的IP，当这个IP重复投票时，系统会判断IP是否投过票。获取IP使用的是Request对象中的UserHost -Address属性。

（2）对用户发表的评论做字数限定，通过调用onKeyUp事件中的JavaScript函数change来实现。

（3）用计时器记录用户发表评论的时间，这里使用TimeSpan对象来保存两个日期之间的间隔，并用TotalSeconds属性将两个日期的差值转换为对应的秒数。

（4）专业视频管理页，主要的功能是对会员上传的视频的审核，用到GridView控件的SelectedIndex-Changing事件获取视频当前的状态，进行修改并保存。

4 结束语

播客网站的运行，提高了学习效率，学习者不再费时去拷贝视频，也不需要占用磁盘空间，更不需要自己管理。这证明了播客网站的实用价值，有利于改善传统学习方式，提升学习效率。

参考文献

[1]刘国辉，旺旺.在线视频点播系统设计与实现[J].淮海工学院学报， 2014，23（2）.

[2]张海滨.校园在线管理平台[J].广西大学学报，2011，36（01）.

[3]张保威.基于流媒体技术的在线视频学习平台设计[J].郑州轻工业学院学报，2009，24（03）.

[4]凌强.视频点播系统用户行为模型的构建与应用[J].小型微型计算机系统，2013，34（03）.

作者单位

视频设计论文篇(4)

关键词：翻转课堂；实验方法与数据分析；设计；实施

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）30-0165-02

一、绪论

翻转课堂（Flipped Classroom或Inverted Classroom），也叫颠倒课堂，就是将传统的教学模式、教学习惯（老师上课讲解，学生回家做作业）发生翻转，学生课前在家里通过观看教师创建的教学视频而学习新的内容，课上老师与学生相互交流、分享学习的心得以达到教学目的的一种教学形态[1]。

翻转课堂重新调整课堂内外的时间，将学习的决定权从教师转移给学生。这种教学模式下，课堂内的宝贵时间，学生能够更专注于主动的基于项目的学习，共同研究解决问题，从而获得更深层次的理解。教师不再占用课堂的时间来讲授信息，这些信息需要学生在课后完成自主学习，他们可以看视频讲座、听播客、阅读功能增强的电子书，还能在网络上与别的同学讨论，能在任何时候去查阅需要的材料。翻转课堂模式是大教育运动的一部分。互联网尤其是移动互联网催生“翻转课堂式”教学模式[2]。

翻转课堂作为一种“舶来品”信息化教学模式，目前对于“翻转课堂”的研究与应用由原来的起步阶段发展为快速发展阶段[3]。

科学的实验设计和实验结果统计分析是科学实验中不可缺少的部分，是根据实验结果得出正确结论判断时必不可少的理论依据，是现在研究成果发表中必不可少的组成部分。数据统计分析能力是科技、工程、检验等领域人才必须掌握的基本能力之一。

“实验方法与数据分析”课程是关于实验前进行科学、合理的实验设计和实验后对实验数据进行科学处理的理论、方法的课程。课程已经开课多年，在教学中，关注实用性，简化理论推导，突出理论整体理解和掌握，重点教授利用软件完成实验设计和数据分析。

“实验方法与数据分析”翻转课堂课程建设的目的是针对课程中有较多专业软件实际操作内容、应用性强等特点，改变教学模式，针对不同教学内容特点，分别采用集中教学、集中讨论和视频教学三种教学方式。理论部分集中教学使理论掌握扎实；算例采用课后筛选集中讨论，使学习和专业课题结合，更好地为把实验设计方法和数据统计应用到后续课题研究中做准备；实验设计和数据分析软件实现部分采用视频教学，使学生机动灵活跟随教师的讲解，针对自己的算例，实时实际在电脑中进行专业软件操作。从而总体教学达到使学生充分理解掌握理论，紧密结合专业课题，熟练使用SPSS、mintab等专业应用软件，使学生具备数据统计分析素养，在研究生课题完成中能学以致用，科学地使用实验设计与数据处理知识，并应用在以后的工作学习中。本文主要针对第三部分即软件实现部分的教学内容进行翻转课堂教学设计和实施，并结合第二部分筛选的与专业有关的算例及习题进行具体教学。

二、翻转课堂教学设计

以课程第四章统计假设检验与参数估计内容为例完成具体的设计与实施，首先设计教学过程如下：

1.将课件内容按主题分解成10张PPT左右的小课件并完成视频录制。课程视频是为了学生课前方便、灵活学习。按学习规律，人每一段学习注意力集中只能保持10分钟左右，所以视频长短控制在10分钟左右，保持高效学习状态。现在学生都有智能手机，随时可以观看视频，化整为零，可以利用等车、排队等小块时间灵活学习。在视频中间加提问，学生答对问题才可继续观看，在视频结尾加提问，学生答对问题才记录视频完整观看。

2.提前一周左右发课件和视频给学生，要求学生完成自我学习并完成例题软件操作。学生按个人信息登录后看视频学习，并回答视频中的问题，教师可以通过平台数据了解学生观看时间、是否完整观看等情况。问题是要回答正确才能继续观看并完成整个视频。学习后完成例题，自己参考课件、视频内容自行用软件完成，并提交相关数据和结果文件到指定地址。

3.课堂转换到计算机教室上课，课上讨论学习过程中的主要问题，进行答疑并重点讲解重要内容。上课收集同学学习中的问题，并针对有共性的和关键学习点进行重点回答和讲解。并系统重点讲解主要和难点内容。

4.学生课上完成习题。课堂答疑和讲解内容完成之后留习题让学生实际操作，并允许同学互相讨论，同学之间讨论解决不了的老师再统一答疑。

5.学生课后继续完成习题并复习。课堂教学结束之后布置同学继续完成课后习题，并通过习题练习复习所学内容。

总之，通过上面步骤，将课程内容学习放在课前学生自行完成，课上完成讨论、重点讲解和课上习题练习，课后学生完成课后习题练习巩固学习内容，这样将学习和练习进行了翻转，充分发挥学生的自主性，通过三次重复学习强化学习效果。

三、翻转课堂教学实施

1.将课件内容按主题分解成10张左右的小文件并完成视频录制。按主题分解第四章讲解内容，满足主题突出、内容专一并讲解时间控制在10分钟左右。采用的录制软件是Office2013和Office Mix，最后生成MP4格式视频文件。具体分解主题如表1所示。

2.提前一周左右发课件和视频给学生，要求学生完成自我学习并完成例题。通过完成例题的情况反馈出学生基本完成视频观看，并基本掌握学习内容，可以按照例题过程完成例题的软件操作。也有集中的问题出现，主要是成组和成对资料的假设检验有混淆。

3.课堂转换到计算机教室上课，课上讨论学习过程中的主要问题，进行答疑并重点讲解重要内容。根据同学反馈，集中重点讲解理论：统计假设检验的意义和基本原理；以单个样本平均数的t检验为例重点讲解软件操作过程和数据结果的解读；重点对比讲解单个样本平均数中u检验与t检验的区别和两个样本平均数假设检验中成组资料与成对资料的区别。

4.学生课上完成习题。最后15分钟左右，学生开始完成习题，集中问题还是前面强调的两个不同区别，经再次反复强调明确，加深理解逐渐不再混淆。

5.学生课后继续完成习题并复习。课后继续完成习题基本正确，说明基本掌握了本章学习内容。

四、翻转课堂教学效果

通过最终期末考试和学生调查反映，这种翻转教学模式使学生理解重点理论透彻、清楚，数据检验软件操作完全掌握。尽管看似多花了时间，但时间很灵活，可以自行安排，学习效率高，省去了课后自己摸索完成软件操作的时间，实际上是节省了时间。说明对于这种侧重应用和重点需要掌握软件操作的课程，翻转课堂教学模式效果好于传统单纯课堂讲解和课堂演示软件操作的教学模式效果，值得大力推广。

参考文献：

[1]朱宏洁，朱S.翻转课堂及其有效实施策略刍议[J].电化教育研究，2013，（08）.

视频设计论文篇(5)

中图分类号：G642

1 背 景

慕课（MOOCs），也就是大规模开放网络课程，即Massive Open Online Courses 的英文缩写，是近两年涌现出来的一种在线课程开发模式，备受国内外教育界的关注。随着宽带网络、智能手机和移动技术的迅速普及，慕课的受众非常广泛。更多来自不同地区的学生以及已经参加工作者的学习者通过慕课等在线资源获得更多、更好的教育[1]。

在慕课的课程中计算机类课程是比较受欢迎的，其中Java程序设计课程是一门重要的基础课程。Java语言是应用最广泛的程序设计语言之一，可用于桌面应用开发、企业应用开发、手机应用开发，具有跨平台的特点，有其广阔的实用性。据IEEE的统计，2014年最热的程序设计语言就是Java，开设Java程序设计的慕课显得很迫切。2015年上半年，在北京大学慕课组的支持和组长李晓明教授的指导下，笔者在Coursera上开设了Java程序程序课程。

2 教学目标与教学内容

Java程序设计课程是使用Java语言进行应用程序设计的课程，课程的主要目标有：①掌握Java语言的语法，较为深入地理解Java语言机制，掌握Java语言面向对象的特点；②掌握Java中基本的API，掌握在集合、线程、输入输出、图形用户界面、网络等方面的应用；③能够编写有一定规模的应用程序，养成良好的编程习惯，会使用重构、设计模式、单元测试、日志、质量管理工具提高代码质量。学过计算机基础、计算概论或C语言是选修该课程的前提条件。

基于该教学目标，笔者梳理了Java的教学内容，考虑到慕课教学的进度及短视频的需要，将课程内容分布到12周当中，每一周约有10个10分钟左右的视频。

教学的进度安排如下：

第1周 Java语言与面向对象的程序设计；

第2周 简单的Java程序；

第3周 数据运算、流控制和数组；

第4周 类、包和接口；

第5周 深入理解Java语言；

第6周 异常处理；

第7周 工具类及常用算法；

第8周 Java的多线程；

第9周 流、文件及基于文本的应用；

第10周 图形用户界面；

第11周 网络、多媒体和数据库编程；

第12周 如何提高代码质量。

本课程在内容设计上，注重实践能力的培养，并将软件开发实践中的重构、设计模式、合作编程引入该课程。

3 慕课教学设计的几个重要因素

慕课的建设是一个团队合作的过程，包括教师、助教、视频制作人员、课程支持人员、平台维护人员等。这里主要介绍教学设计过程中的几个重要因素如视频短片、案例材料、测验、作业、讨论区、考试等。

1）视频短片。

视频短片是慕课最重要的教学材料。制作教学视频的方式有很多，如课堂录像式、外景录制式、纸笔书写式、录屏式等[2]。本课程由于PPT教学内容的讲解、编程软件的操作、程序的设计与执行过程都在计算机上进行，因此采用录屏式。具体制作过程使用Camtasia等软件进行录屏，后期使用Camtasia的绘图和标注工具进行标注，最后使用Premiere等软件进行视频的编辑处理。

视频短片的长度在6～15分钟之间。从教育心理学上讲，一般人难以长时间保持注意力集中，一般认为20分钟是学习者保持注意力的上限。本课程通过划分知识点，最终录制了120段视频短片，短片的长度在6～15分钟之间。

视频短片按教学进度进行录制并上传到Coursera慕课平台，考虑到不同地区学习者的需要，制作视频时为视频添加了字幕。

2）案例材料。

与一般的课程不同，Java程序设计课程设计是基于案例驱动的。课程所用的案例不仅是讲解过程的示例，还可供学习者用于练习。学习者可以在示例的基础上进行修改，还可以编写自己的程序。因此，案例材料在课程?O计中占据很重要的位置。

课程中的案例要具有典型性，与学习内容密切相关，难度适中、繁简适度，能很好地表明相关知识点；另一方面，要生动有趣，尽量与现实应用关联。例如，在讲解文件和输入输出流的知识时，会讲解一个实际的应用示例“背单词”。在这个示例中，用到了文件读写、字符串处理、线程与界面显示，难度不大又很有趣，学习者容易在其基础上进行扩展。

与每一个教学视频相关的案例和视频一起打包发布到慕课平台，以方便学习者下载，相关的PPT内容、补充材料也作为视频的附件放到慕课平台上。

3）测验与作业。

慕课是一种在线学习过程，测验与作业是保证学习效果的重要手段。事实上，学习过程的全程管理是慕课与视频公开课的一个重要区别。测验与作业主要有视频内小测验（In-Video Quiz）、课后测验、互评作业等方式。

视频内测验是在视频过程中的小测验。在把课程视频切成小段之后，就可以在短片之间编入一些快速测验。这些小测验题目一般和前面视频相关联。这样的题目相对简单，其作用有两个：一是有利于学习者集中注意力，二个是有助于加强学生对视频短片的理解和记忆。一般在10分钟视频短片中插入1～2条视频内测验，测验数目不能太多，否则会影响视频观看的体验。

课后测验用于检验课程学习效果。每周布置一个测验，测验有选择题、判断题、填空题、编程题等，由机器自动判分。每次作业都设定最后期限，要求学习者按时完成。

还有一种重要的作业形式是互评作业。由于慕课人数众多，对于主观性题目，只能采用作业互评方式给出分数。对于Java程序设计课程，学生的动手能力很重要，实际编程才能更好地理解知识、提高编程能力。笔者在课程中布置了4次互评作业，这些作业是综合性较强的、有一定难度的作业。例如，关于输入输出流，教师布置了一个互评作业，做一个简单的网络爬虫程序，综合了流、网络流、正则表达式等综合知识。学习者在互评过程中，不仅给别人打分数，还可以从别人那里获得经验、教训，取长补短，拓展思维。

4）讨论区。

讨论区（论坛）也是慕课的重要环节。在论坛中学习者可以互相交流经验、互相帮助，但教师要精心设计讨论的话题、维护讨论的气氛。课程设计了有关章节内容的讨论，例如，在讲面向对象的Java语言时，让学习者在论坛中讨论如何设计、现实各种系统（如图书管理系统、人事管理系统、教学系统等）中的对象及其属性、方法。此外，还设计了一些有助于讨论氛围的话题，如自我介绍、经验交流、互帮互助、作品秀场等。

5）考试。

在本课程中设置了期中考试与期末考试。与平时的测验、作业不同，课程考试题量较大、内容较完整，考查学生对课程的综合掌握情况。考试一般要求学习者在一定时间内一次性完成。考试会判定学习总成绩，决定学习者能否获得课程证书，影响课程优秀的评价，因此这个过程十分重要。

4 慕课实施效果及其思考

4.1 课程参与者的地区与语言

这里列举2016年春季学期开设的慕课实施情况。课程注册人数达到22 000多人，其中看过课程材料的人数约18 000人，看过至少一次视频的人数为14 000人，至少提交过一次测验的人数是4 778人，浏览过论坛的人数是3 688人，见图1。

图2为课程参与者的地区分布情况。可以看出，本课程注册人数中，大陆地区占61%，美国占16%，台湾地区占7%，还有印度、加拿大、香港、新加坡等地区。

本课程是汉语授课，考虑到学习者的分布情况和语言因素，笔者采用了以下几个措施：①给视频短片增加字幕，方便各地学习者；②针对PPT、案例中的汉字关键字，添加了英文对应词；③增加了一些英文资料；④增加了台湾地区专业术语与大陆专业术语的对照表；⑤在论坛成立了语言互助讨论区，学习者之间可以互相答疑。

4.2 学习者的基础情况

由于慕课的开放性，学习者的基础情况差别很大，学生与非学生各占一半左右。在学习者的学历中，研究生、本科生及其他人员各占三分之一，见图3。

鉴于学习者情况的差别，笔者参考了国内外其他慕课的情况[3]，在设计课程、布置测验及作业时，采取了适中的难度和课程强度（每周4～6小时的学习时间），在北京大学内部开设翻转课堂时则会适当补充。另外，学习者中较大一部分人不是学生，所以在制订课程进度、确定发布课件的时间、规定作业的提交期限方面，都给予一定的富余量，这样能让该课程被更多的学习者接受。

4.3 学习者的流失

慕课的学习是一个自愿学习的过程，随着课程的进展，学习者不可避免地出现逐渐流失的情况。到学期末，只有大约1/3～1/2的人能够坚持下来，提交作业的人数也随着时间而下降，这也是所有慕课的普遍规律，见图4。

针对这样的情况，笔者采取以下几个方法：①第3周是学习者流失比较严重的时间，这时的教学内容难度不应有太大的跨越，让用户能够平滑地过渡到后面的学习；②保持每周的进度提醒和邮件通知，对那些工作较忙的学习者是一个促进；③加强在论坛的引导，及时回复学习者的有关问题，帮助他们渡过难关、树立信心。

4.4 成绩与认证

现阶段，虽然慕课的成绩及学分没有得到所有学校的承认，但科学合理地设计MOOC 的认证机制，保证运行、管理的质量与认证的有效性，是所有关心和推动MOOC 的人需要探索的[4]。对教师来说，重要的是设计好课程的分数分配，有助于调动学习者的积极性。

本课程设计的最终分数计算方法如下：

（1）平时测验（Quizzes）192 道题， 占40% ；

（2）互评作业（Peer Assessments）4道大题， 占30%；

（3）期中考试（Midterm）50 道题，占10%；

（4）期末考试（Final Exam）100 道题，占20%。

其中，平时成绩占较大的比重，这是由于慕课更加注重学习的过程，而期中考试与期末考试在一定意义上也是学习过程的一部分。慕课考试由于没有现场监考，以此作为评价工具不是很科学，所以考试分数只占了较小的比重。另外，为了鼓励学习者参与讨论区，针对讨论区的活跃者，在总分计算时会给予额外的加分奖励。

5 结 语

2013年起北京大学宣布加盟慕课，在edX平台（哈佛大学和麻省理工学院在线课程平台）上开放4门MOOCs课程注册，之后又与Coursera（斯坦福大学教授推出的免费在线大学课程平台）合作，在Coursera平台上新发布3门课程。从那以后，相继有更多的课程开设出来。本文的Java程序设计慕课就是在这样的背景下从2015年起开设的，至今已开设了4个学期，现在已设为每月滚动开课。2017年起课程也在中国大学慕课平台上开设。

视频设计论文篇(6)

关键词：微课；计算机基础；教学资源；应用研究

中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2016）34-0203-02

Abstract：Microlecture as a new type of education resources， more and more get the favour of teachers and students. This paper first discusses the concept of Microlecture and emerging background，analyzes the problems existing in computer basic teaching， and then puts forward the applied in computer Foundation teaching， and in the form of case Microlecture make concrete steps is given and the implementation process. Finally， practice shows that Microlecture can effectively improve teaching effect.

Key words：Microlecture； foundation of computer； teaching resources；application research

1 微课概述

随着教育信息化的发展和生活节奏的加快，便捷移动式学习日益成为学习者新的需求，微课在此背景下产生，同时“互联网+”时代以开放、共享为理念的开放教育资源运动所带来的颠覆性冲击，使得“微”教学模式在全球范围内逐渐蓬勃发展。微课是一种新型的教学资源，它以教学视频为主要呈现方式，在10～20分钟的时间内记录教师围绕某个知识点或技能点开展的简短、完整的教学活动。微课有别于传统的教学资源主要体现在，微课教学过程不仅仅包含知识导入、讲授，巩固练习等教学环节更重视运用多媒体技术，融合PPT、音频为一体，内容精炼、主题突出，形象生动再现知识点。微课学习内容的短小精悍和富有针对性也能很好的解决学习者的认知负荷问题，微课视频及辅助学习资源总容量有限也有利于网络传播，特别是通过移动设备观看。

2 微课在计算机基础教学应用的可行性

作为高校公共基础课《计算机应用基础》课程的核心目标在于培养学生利用计算机解决学习、工作和生活中实际问题的综合能力。由于授课学生的学习能力和原有知识积累各不相同，教师比较难兼顾个体的差异。而以短小视频为特征的微课在兼顾个体差异上有技术方面的优势，学生可以反复观看微课视频，无论学生的接受能力如何，都可以提供满足学生所需要的学习时间，也都有充分的学习时间。这对缩小学生之间的差距，提高学生整体计算机水平，使学生能更好地适应信息时代的工作环境都是极具意义的。

计算机基础课程应用操作性强，课时有限但技能点多，可以先将复杂的技能点进行科学的拆分，拆分出来小的知识技能结合具体教学活动进行系统化的组织与建设，制作成微课，众多讲解小知识技能的微课进而形成微课程。短小的微课视频有利于学习者保持注意力，也有利于使用者根据自己的知识水平有选择有重点地碎片化学习。

通过微课在课程的应用可以满足学生的差异化、自主化学习的需求，体现了“掌握学习”的教学理念，因此计算机基础教学中使用微课是可行的。

3 微课在计算基础教学中的应用

微课作为一种碎片化的学习资源，在设计时要遵循认知负荷理论，以联通主义为指导设计有效的框架，以使用者设计理论为依据设置学习路径，引导学习者有效利用微课资源进行学习。微课教学资源是半结构化的，在设计时应该依据拆分重构的策略，以构建主义为指导，伴随着教学需求的变化、资源应用的开展、学生学习的反馈而不断的修改完善。

3.1 教学设计

微课的教学关键是提升学生的学习兴趣，引导学生自我进行有深度的学习才是教学的核心。在这里我们选择“使用word进行小论文的编辑”作为此次应用的选题，一方面论文的编辑是大学生应该具备的基本职业素养。另一方面通过这个选题能够很好地巩固字体格式、段落格式的设置等技能点及掌握对论文格式规范的熟悉。在教学设计上，根据此次教W任务，设计论文编辑的微课程情境。接下来带领学生熟悉小论文的结构构成及格式要求，针对具体的格式要求分析使用Word的那些功能才能达成效果，然后操作演示整个小论文的排版过程，最后进行简短总结。

3.2 微课视频资源的制作

本文中微课程的学习资源的主要呈现形式是微视频，微视频要按照教学设计和学习者的思维类型进行组织来帮助学生进行知识的建构，以问题引领学习路径，以问题来推动内容讲解，有助于学生引发对所学内容的思考进而激发学习兴趣，在视频画面上要美观大方，符合学生的审美，结构设计上有创意最好，更能吸引学生的注意力。由于此次选题的讲解涉及微情景引入、PPT播放及技能点讲解、软件操作演示，故采用“微电影+录屏”的方式比较合适。微视频的开头采用微电影的引入方式时间控制在3分钟，小张同学面临毕业苦于论文格式的编排遂到办公室向老师求助，老师拿出规范的已出版论文带着小张一起分析格式要求。接下来展示PPT授课课件介绍此次微课涉及的技能点并打开论文原稿进行排版演示，在PPT播放和操作演示环节采用录屏软件Camtasia Studio进行录制，其中技能点介绍控制在2至3分钟，操作演示控制在10分钟左右，整个微课视频不超过20分钟。在整个录制的过程中有几点需要注意，微电影环节采用手机录像的方式，主要拍摄时画面的稳定性及镜头的组接。录屏环节要调整好话筒的位置及音量，打开PPT讲课界面准备开讲后再点击“录制”按钮，录完后在使用软件对教学视频进行必要的剪辑和美化。

3.3 反馈与辅助资源的完善

微课视频制作完成后，教师可以采用“反转课堂”的模式，课前通过课程的微信教学平台微课视频让学生自主学习，教学反馈也是不可或缺的环节，课堂上教师应注意与学习者的交流，了解学习者的疑问和需求。教师应该明确微课视频仅仅是一种教学资源，并不是一个完整的教学，必须配套学习指导方案、练习题目、学习测试，并伴随着学习者的需求而不断完善。学习者通过指导方案更加有效地学习，通过练习题目进一步巩固知识点，通过学习测试了解自己的不足，进行针对性的学习，通过这种方式可以有效复习已学的知识，达到温故而知新，从而营造一个正循环的“微教学资源环境”。

4 结束语

通过实际课堂教学和学生技能水平测试的反馈并综合调查问卷情况的分析，都表明微课有助于学习者理解和深化知识，提高其学习效率和自主学习能力，大多数学习者经过反复学习能完全掌握技能点，进而验证了微课在计算机基础教学应用的可行性及实用性。微课不仅能提升学生的学习能力，教师也可以通过微课改进教学方式，在后期继续对微课及辅助资源的设计开发并进行及时的跟进和修改，不断的实践和创新，满足教学的需求。将微课的引入教学符合“互联网+”时代碎片化学习的需求，给传统的教学带来了生机与活力，在微课的学习方式下学生也表现出积极主动的学习态度是非常可贵的。

参考文献：

[1] 梁乐明，曹俏俏，张宝辉. 微课程设计模式研究――基于国内外微课程的对比分析[J]. 开放教育研究，2013（1）：65-73.

[2] 钟琦，武志勇. 高校计算机基础课程的“微课程”教学模式研究[J]. 现代教育术，2014（2）：26-33.

[3] 余毅. 基于微课程模式的资源共享课建设探讨[J]. 中国教育信息化，2014（5）：34-35.

[4] 董黎明，焦宝聪. 基于翻转课堂理念的教学应用模型研究[J]. 电化教育究，2014（7）：108-113+120.

视频设计论文篇(7)

关键词：STM32F407A 图像处理 WiFi

中图分类号：TN957.51 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2016）06-0184-02

1 概述

随着网络技术和计算机技术的发展，“互联网+”的概念正在逐渐深入到人们生活的方方面面，“互联网+智能家居”这个概念也会改变我们的生活观念。“互联网+智能家居”会使我们无论在世界的那个角落，只要有互联网的存在，人们就能够控制家庭中的相关电器，观察家庭中的各个角落，甚至让热水器自动打开，电饭煲将米饭煮好。

“互联网+智能家居”的核心技术就在于具备网络接口的视频处理板的设计，本文主要介绍视频处理板的软硬件设计与实现。该视频处理板硬件模块大体上分为以下几块：STM32F407A核心板模块、WiFi通信模块、图像处理模块。视频处理板硬件系统的核心为STM32F407A 控制器，视频处理板与其他控制板之间的通信是通过 RS232 串口，为该控制系统的二次开发提供了良好的接口。图像采集模块和WiFi传输模块是通过 USB 接口连接视频处理板的。

2 视频处理板硬件的设计

2.1 STM32F407A处理器单元的设计

STM32F407A最小系统在视频处理板的设计中是非常关键的，系统的运行和稳定的基础就是最小系统设计的可靠性，这是整个系统的基础。首先要做的就是根据STM32F407A用户手册完成最小系统的搭建，在元器件的选配时，一定要选择稳定可靠的元器件，比如电阻、电容、晶振等。在最小系统完成后就可以根据视频处理板的设计需求逐步添加系统的外设，实现系统的特定功能，比如移植相应的操作系统，相应电路扩展，相应外部设备编写驱动程序、以及编写应用程序等，然后对整个系统进行调试。

在最小系统设计好的前提下，为了能够使STM32F407A的功能得到进一步的完善，设计将带有该芯片的最小系统以及其他比较关键核心部件（比如存储器等）封装在一块尺寸小、通用性强的电路板上，我们称其为核心控制板。该核心板设计的好与坏将会影响到STM32F407A 的发挥和与 CPU 的通信效率。在最小系统和核心控制板设计的基础上，我们把相关的外部设备设计到一起，即完成了视频处理板的设计。

2.2 视频采集模块设计

视频处理板的主要用途之一是对家庭中各种情况进行摄像，能够通过PTZ实现水平360，垂直180的监控，相关视频处理算法的具体实现是由摄像机的选择和其工作方式来决定。Linux 内核驱动已经支持的摄像机的驱动有很多，比如比较常用的 ov511芯片，但这些摄像机对于视频处理板的使用上并不是很理想。视频处理板系统采用的是型号是DS-2CZ2152P（N），提供了摄像机的解决方案，除了视频处理功能外，关键是通过RS485总线能实现对其变焦。

摄像机通过主控板上的接口与视频处理板相连，采用12V供电，电源是通过主控板来提供的。该摄像机的相关驱动 Linux 内核里面还不支持，为了使该一体摄像机能够在Linux 系统中正常工作，需要获取相关的驱动内核源码之后进行修改，然后加载该驱动即可实现对于该摄像机的控制编程。

2.3 WiFi 网络传输模块设计

视频处理板的移动特性决定了视频处理板不可能采用常规的通过RJ45实现的网络双绞线有线数据传输。在这里 PC 机与视频处理板之间的通信的方案就是基于无线路由器来实现的网络传输，WiFi（Wireless Fidelity，WiFi）应该是该视频处理板采用了一种相对来讲比较可行的和可靠的无线传输模式。

视频处理板主板采用 WiFi 无线方式连接到家庭中使用的无线路由器，然后通过Internet将无线路由器获取的信息传输到远端的PC 机，这样家庭中的人员通过客户端的软件来实现对家庭环境的监控。另外通过摄像机可实现抓拍图像并识别，并同时根据客户端监控软件的需求，完成相应的动作，主要是抓拍、录像、变焦等。根据该视频处理板系统的需求，最终选择的无线网络互连设备为TPLINK-WR841N。

3 视频处理板软件设计

视频处理板的系统软件主要由以下几个部分组成：加载程序的引导、内核程序、根文件系统、应用程序。Bootloader的开发工具是由ADS来完成的，其功能主要包括以下内容：硬件初始化，引导和加载内核映像。Linux操作系统功能实现主要包含以下几个方面：实现对于进程的调度和通信、管理系统内存，管理文件系统，硬件驱动程序是建立实现其他功能的基础。该项目在设计系统中需要加载Linux内核的驱动主要有以下方面：摄像机的USB驱动，无线网卡驱动。构建和移植嵌入式Linux操作系统过程分析如下。

3.1 视频处理板移植嵌入式Linux环境的搭建

在本文中，利用一台PC机作为主机，然后在主机上安装VMWARE虚拟机，在虚拟机上安装RedHat Linux 9.0，该方案在RedHat Linux 9.0环境下使用vi文本编辑器，然后通过Linux-GCC交叉编译工具进行相关内容的编译，通过安全的CRT终端的COM端口将交叉编译程序写入开发板中。本设计用来编译引导程序、内核、文件系统和应用程序采用的是Linux-GCC-4.1.2的版本，通过终端程序将目标代码安全烧入目标机。该Linux系统采用的版本是u-boot -1.1.6 的引导程序和Linux -2.6.31作为该视频处理板的嵌入式操作系统。主机和目标机使用完成后的软件开发环境，可以在程序的基础上进一步的发展和完善该视频处理板控制系统软件。

系统启动代码（Bootloader）写入，引导加载程序是操作系统内核运行之前运行的小程序。引导加载程序的主要功能是将硬件设备进行初始化，然后建立内存空间的映射图，从而为最终调用操作系统内核准备好相应的环境。

3.2 USB设备驱动程序的编写

USB是通用COM总线的简称。最新的USB规范修订后理论上USB的传输速率最高可达480Mbps的高速连接。主要类型的USB驱动程序在Linux内核中是支持的，分别为：驱动程序的主机系统和设备驱动程序。从主机的角度来看（是普通PC的一个主机），当主机系统的USB设备驱动控制器插入USB设备之后，USB设备驱动程序的功能是控制设备如何作为一个USB设备从而实现和主机的通信。

USB驱动程序存在于不同的内核子系统和USB硬件控制器，USB核心提供了一个硬件的访问和控制USB接口的USB驱动，而无需考虑当前系统中存在的各种不同类型的USB硬件控制器。USB是一个非常复杂的设备，Linux内核为我们提供了一个核心，称为USB子系统来处理最复杂的部分。USB设备包括配置，接口和端点，USB设备绑定到接口，而不是整个USB设备。

3.3 摄像机USB的驱动程序的开发

Linux设备驱动程序所在的位置是集成在内核中，其主要功能是实际处理并且操作硬件控制器的软件。从本质上意义来讲，驱动器是存储在共享库的永久存储器中低层次的硬件处理程序，设备驱动程序是抽象处理设备；也意味着，设备驱动程序是一个内核比较高的特权级别，其具备永久的记忆，并且可以由底层共享硬件处理程序。Linux设备驱动程序与外界接口的构成是由以下三个部分构成的：（1）驱动程序接口和内核；（2）系统引导与驱动程序接口；（3）设备接口和驱动程序。

摄像机USB的驱动程序的源代码的实现是通过以下五个方面来完成的：（1）初始化设备模块；（2）上层软件接口模块；（3）数据传输模块；（4）USB内核的支持；（5）完成测试。

在临时目录中保存相应的命名图片，这样就标志着已经成功的加载了摄像机USB驱动，图片的处理就可以通过相应的命令来实现了。

3.4 TL- WR841N WiFi无线路由器驱动程序的编写

视频处理板采用的WiFi无线路由器的型号是 TL- WR841N，这个路由器的核心所使用的是Atheros AR7240。具体实现过程如下：

（1）解压缩下载的压缩包，在drivers/usb/net/创建一个文件夹AR7240，采用如下命令：#mkdir drivers/usb/net/AR7240，Module 下的文件最终要拷贝到AR7240；（2） Makefile 文件的配置进行修改，复制Makefile.6下的Makefile文件，使用正确的编译器对Makefile 进行编译，同时修改其 Linux 内核路径；（3）修改Kconfig 配置文件加入以下项：在文件夹Makefile中加入obj-$（CONFIG_AtherosAR7240）+=AtherosAR7240/；然后congfig AR7240->tristate support AR7240；（4）重新配置内核：#make menu config；（5）配置 busybox；（6）将内核映像文件编译，让后将其移植到视频处理板中，启动Linux内核，连接无线路由器，完成相应的连接，通过Ping命令完成连接效果测试。

3.5 视频相关程序的编写

3.5.1 视频数据

Video4Linux（Video For Linux）是V4L的全称， 视频图像采集设备的应用程序的接口就是V4L要实现的具体功能，具体来讲是两点，第一个是视频设备信息的获取，第二个功能是图形信息的处理。应该说V4L是在Linux中编写驱动程序和相关驱动程序的基础，其提供了最重要的接口函数。在Linux中视频设备是被当做具体的文件来看待的，其完整路径的设备文件名为：/DEV/VIDEO。视频设备的驱动被开发之后，加载到内核中后，要想实现图像和视频的采集，调用 V4L 的应用程序编程接口就可以了，要想进行进一步的设计，一般将Video4Linux分为两层，分别是上层的API 函数和下层的视频设备的驱动。

摄像机视频数据的采集，首先要将USB摄像机和系统的控制板连接，这样通过控制板给该摄像机上电，系统启动驱动程序，然后读取摄像头相关信息，下一步就可以进行视频图像的采集了，除了加载驱动之外还需要编写一个与视频图像采集相关的应用程序。

3.5.2 压缩视频程序

图像数据未经压缩需要的存储空间会很大，而视频处理板不光要进行图像数据的存储，然后还需要将数据图像进行传输，因为图像的传输量比较大，一个摄像机的单位时间需要传输3.5MB的数据量，这么大的数据量是需要利用相应的压缩算法的。JPEG是一种很成熟的视频编码格式，其本质上采用的是DTC自适应变换编码算法，是ISO/IEC的静止图像压缩标准，本设计最终采用JPEG的有损压缩模式。

3.5.3 视频传输程序

视频处理板通过摄像机获取的信息是要通过网络传输的，而系统使用的是网络视频监控，最终要实现将数据传输至互联网，本视频处理板的网络传输协议采用的是TCP/IP协议。IP地址是32位二进制组成的互联网的地址，是网络间客户端进行通信的唯一标识。

TCP协议进行三次握手协议实现了传输层上的数据通信，Socket接口实现了该协议的相关的API，Linux下支持多种套接字socket。

4 结语

本文主要讨论了一种视频处理板的具体实现过程。从软件和硬件两个角度进行分析，硬件上主要包含STM32F407A处理器单元的设计、视频采集模块设计、WiFi 网络传输模块设计的硬件构成，从软件方面包括视频处理板的Linux操作系统相关软件的搭建，USB设备驱动程序的编写，摄像机USB的驱动程序的开发，TL- WR841N WiFi无线路由器驱动程序的编写，视频相关程序的编写方面的具体实现过程。

参考文献

[1]西刹子.智能网络视频监控[M].北京：清华大学出版社，2010，2：330-331.