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隨著社會(huì)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)成為日常生產(chǎn)生活中的重要輔助設(shè)備，應(yīng)用十分廣泛。當(dāng)前視頻監(jiān)控系統(tǒng)正逐步由模擬化走向數(shù)字化，隨著視頻壓縮技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，開發(fā)新一代的基于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和多媒體MPEG-4壓縮算法的視頻監(jiān)控系統(tǒng)已成為整個(gè)行業(yè)技術(shù)發(fā)展的主要方向之一。人們有時(shí)會(huì)采用DSP與MPEG-4算法結(jié)合的方案來實(shí)現(xiàn)，也有的部門采用了片上系統(tǒng)(SOC)，但這些不但編程極度復(fù)雜，而且成本也過高。本文提出并研究設(shè)計(jì)了一種基于ARM微處理器S3C2410、MPEG-4專用壓縮芯片MPG440、以嵌入式Linux為操作系統(tǒng)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)方案，不僅開發(fā)便捷、成本低廉，而且實(shí)時(shí)性較好，適應(yīng)范圍廣。 首先，采用軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì)的思想提出了系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案，系統(tǒng)的整體架構(gòu)分為攝像頭、云臺(tái)控制器、網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器以及客戶端PC機(jī)等四大部分。 第二，以三星公司的S3C2410芯片和DAVICOM公司的DM9000以太網(wǎng)接口芯片為硬件核心，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行了模塊化的硬件電路的設(shè)計(jì)。根據(jù)S3C2410的特點(diǎn)及系統(tǒng)整體需求，完成了電源復(fù)位模塊、晶振模塊、存儲(chǔ)器接口模塊、視頻數(shù)據(jù)處理模塊、以太網(wǎng)接口模塊、云臺(tái)控制模塊等的硬件選型與電路連接。其中，在云臺(tái)控制模塊等的電路設(shè)計(jì)中充分體現(xiàn)了優(yōu)化設(shè)計(jì)的技巧，并重點(diǎn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)接口部分和視頻數(shù)據(jù)處理部分進(jìn)行了詳細(xì)的硬件設(shè)計(jì)與說明。闡述了整個(gè)系統(tǒng)的工作流程。 第三，從應(yīng)用需求出發(fā)，選擇嵌入式Linux操作系統(tǒng)作為本系統(tǒng)的軟件平臺(tái)，搭建了交叉式的開發(fā)環(huán)境，對(duì)bootloader進(jìn)行了選擇，并給出了加載步驟。完成了對(duì)嵌入式Linux內(nèi)核的選擇及移植。 第四，采用基于任務(wù)的設(shè)計(jì)方法對(duì)服務(wù)器端的軟件進(jìn)行了總體設(shè)計(jì)，主要包括共用程序庫、config配置文件、日志文件以及多個(gè)任務(wù)等。并對(duì)運(yùn)行于客戶端的軟件設(shè)計(jì)進(jìn)行了簡(jiǎn)要說明。 第五，由于數(shù)字視頻傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性能和通過網(wǎng)絡(luò)傳輸以后客戶端接收的視頻圖像質(zhì)量在本系統(tǒng)中至關(guān)重要，所以本文對(duì)傳輸信道和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議進(jìn)行了優(yōu)化選擇，并詳細(xì)闡述了IP組播技術(shù)、流媒體傳輸協(xié)議等在圖像傳輸過程中的具體應(yīng)用。
標(biāo)簽：
Linux
ARM
嵌入式
網(wǎng)絡(luò)視頻
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2013-04-24
上傳用戶：sc965382896
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嵌入式系統(tǒng)是以應(yīng)用為中心，以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)，并且軟硬件可裁剪，適用于應(yīng)用系統(tǒng)對(duì)功能、可靠性、成本、體積、功耗有嚴(yán)格要求的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。嵌入式系統(tǒng)一般由嵌入式微處理器、外圍硬件設(shè)備、嵌入式操作系統(tǒng)以及用戶的應(yīng)用程序4部分組成，用于實(shí)現(xiàn)對(duì)其它設(shè)備的控制、監(jiān)視或管理等功能。其廣泛應(yīng)用于控制領(lǐng)域、消費(fèi)電子產(chǎn)品等行業(yè)，已成為現(xiàn)代電子領(lǐng)域的重要研究方向之一。而隨著電子技術(shù)，多媒體技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)快速發(fā)展，視頻監(jiān)控系統(tǒng)也正在向嵌入式，數(shù)字化，網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。嵌入式視頻監(jiān)控系統(tǒng)充分利用大規(guī)模集成電路和網(wǎng)絡(luò)的科技成果，實(shí)現(xiàn)體積小巧，性能穩(wěn)定，通訊便利的監(jiān)控產(chǎn)品。本項(xiàng)的目的正是建立一個(gè)完整的基于 ARM9 核心處理器和嵌入式 Linux 操作系統(tǒng)的嵌入式視頻監(jiān)控系統(tǒng)。 本項(xiàng)目是在 ARM 微處理器平臺(tái)上，移植嵌入式Linux操作系統(tǒng)，并完成視頻采集、壓縮、傳輸任務(wù)。系統(tǒng)采用 ARM 微處理器 AT91RM9200作為主處理器，以視頻采集芯片 ADV7181 作為視頻采集設(shè)備，用 H.263視頻壓縮協(xié)議對(duì)視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮，最后通過中興通信公司 MG815+CDMA通信模塊傳輸?shù)椒?wù)器上。 本論文主要分成五個(gè)章節(jié)： 第一章:首先介紹ARM和嵌入式Linux操作系統(tǒng)的特點(diǎn)和當(dāng)前的發(fā)展概況，然后說明了本文的課題背景及意義； 第二章:描述了硬件開發(fā)平臺(tái)。本系統(tǒng)采用了 ALTMEL 的AT91RM9200為核心的開發(fā)平臺(tái)，并擴(kuò)展了以視頻采集模塊和CDMA無線傳輸模塊； 第三章:描述了本系統(tǒng)的軟件開發(fā)平臺(tái)，包括嵌入式Linux開發(fā)流程以及移植到具體硬件平臺(tái)需要完成的工作，如 U-Boot 的移植、Linux內(nèi)核的編譯與裁剪、文件系統(tǒng)的制作等； 第四章:首先論述了本系統(tǒng)中的難點(diǎn) FIFO 設(shè)備的驅(qū)動(dòng)編寫，隨后在對(duì)H.263視頻壓縮編碼敘述的基礎(chǔ)上針對(duì)塊匹配運(yùn)動(dòng)估計(jì)給出了一種改進(jìn)的菱形搜索算法代替原有的三步搜索法，并且通過實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明，經(jīng)算法改進(jìn)優(yōu)化的新菱形算法優(yōu)于原先的三步搜索法； 第五章:得出了實(shí)驗(yàn)結(jié)果，完成了視頻數(shù)據(jù)的無線網(wǎng)絡(luò)傳輸。
標(biāo)簽：
LINUX
ARM
嵌入式
無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)
上傳時(shí)間：
2013-04-24
上傳用戶：martinyyyl
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該文就多媒體信息的主體之一-圖像信號(hào)的壓縮和解壓進(jìn)行了分析,并結(jié)合實(shí)際課題所設(shè)計(jì)的數(shù)字圖像監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)其中的圖像解碼過程進(jìn)行了軟硬件的實(shí)現(xiàn).首先我們?cè)贏NALOG DEVICE公司的ADSP-2189上進(jìn)行了解碼系統(tǒng)的驗(yàn)證,就解碼輸出的質(zhì)量進(jìn)行了主觀評(píng)價(jià).通過軟件仿真,我們還進(jìn)一步得到了解碼過程中,哪些指令占用較多的指令執(zhí)行時(shí)間,哪些指令會(huì)成為硬件實(shí)現(xiàn)時(shí)的瓶頸.它為我們的FPGA優(yōu)化設(shè)計(jì)提供了理論上的依據(jù).綜合考慮設(shè)計(jì)方案的復(fù)雜程度、系統(tǒng)規(guī)模、系統(tǒng)時(shí)延、器件成本等各項(xiàng)因素,通過對(duì)各種FPGA器件性能與開發(fā)工具的選擇比較,決定選用Altera公司的FLEX10K器件來做最終的硬件實(shí)現(xiàn).它不僅為圖像解碼系統(tǒng)的ASIC實(shí)現(xiàn)做了一定的理論分析和技術(shù)準(zhǔn)備,也為FPGA技術(shù)在數(shù)字信號(hào)處理領(lǐng)域的應(yīng)用開辟了新的研究方向.在硬件設(shè)計(jì)過程中,根據(jù)FPGA技術(shù)的優(yōu)點(diǎn),采用"自上而下"和"自下而上"相結(jié)合的設(shè)計(jì)方法,將整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行功能模塊分割并分別實(shí)現(xiàn).所有處理模塊均采用VERILIG語言編寫,對(duì)其中的主要模塊都進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì).通過這些優(yōu)化不僅提高了解壓性能,還減少了處理時(shí)間和所占用的硬件空間.最后通過仿真表明了所實(shí)現(xiàn)的圖像解碼系統(tǒng)具有良好的性能,具有一定的使用價(jià)值.
標(biāo)簽：
FPGA
數(shù)字圖像
監(jiān)控系統(tǒng)
片的設(shè)計(jì)
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2013-06-26
上傳用戶：再見大盤雞
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目前,以互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)為代表的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用,正快速地向包括數(shù)據(jù)、語音、圖像的綜合寬帶多媒體方向發(fā)展,構(gòu)建寬帶化、大容量、全業(yè)務(wù)、智能化的現(xiàn)代通信網(wǎng)絡(luò)已成為大勢(shì)所趨.寬帶無線接入(BWA)憑借其組網(wǎng)快速靈活、運(yùn)營維護(hù)方便及成本較低等競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì),迅速成為市場(chǎng)熱點(diǎn),各種微波、無線通信領(lǐng)域的先進(jìn)手段和方法不斷引入,各種寬帶無線接入技術(shù)迅速涌現(xiàn).由于BWA要用于非視距傳輸,所以必須考慮無線信道的多經(jīng)效應(yīng).而OFDM技術(shù)憑借著魯棒的對(duì)抗頻率選擇性衰落能力和極高頻譜效率引起了學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的高度重視.其基本思想是把調(diào)制在單載波上的高速串行數(shù)據(jù)流,分成多路低速的數(shù)據(jù)流,調(diào)制到多個(gè)正交載波上并行傳輸,這樣在傳輸時(shí),雖然整個(gè)信道是頻率選擇性衰落,但是各個(gè)子信道卻是平坦衰落,有效對(duì)抗了多經(jīng)效應(yīng),同時(shí)由于各個(gè)子載波是正交的,極大提高了頻譜效率.可以預(yù)料的是,隨著通信系統(tǒng)將向基于IPv6核心網(wǎng)的全I(xiàn)P包的傳輸方向發(fā)展,越來越多的通信系統(tǒng)將具有"突發(fā)模式"的特征.本文關(guān)注的正是突發(fā)OFDM系統(tǒng)接收機(jī)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn).由于IEEE 802.11a無線局域網(wǎng)是OFDM技術(shù)第一次真正的應(yīng)用于突發(fā)系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了面向IP的無線寬帶傳輸,所以基于IEEE 802.11a的突發(fā)OFDM系統(tǒng)有著重要的借鑒和研究價(jià)值,本文也正是圍繞著這個(gè)中心而展開.本文的各章節(jié)安排如下:在第一章中主要介紹OFDM的技術(shù)原理和在寬帶無線接入中的應(yīng)用,同時(shí)引出本文所關(guān)注的突發(fā)OFDM接收機(jī)設(shè)計(jì).在第二章中先介紹了相干接收和信道估計(jì)的概念,重點(diǎn)分析了本文所采用的WLAN信道模型和信道估計(jì)算法,然后在得到同步誤差表達(dá)式的基礎(chǔ)上,先用星座圖直觀的表現(xiàn)OFDM系統(tǒng)中各種同步誤差的影響,再從信噪比損失的角度對(duì)符種同步誤差進(jìn)行分析.第三章是本文的重點(diǎn)之一,在本章中對(duì)基于IEEE 802.11a的各種同步算法包括幀檢測(cè)和符號(hào)定時(shí)、載波同步和采樣時(shí)鐘同步進(jìn)行仿真和比較,并針對(duì)適合FPGA實(shí)現(xiàn)的同步算法進(jìn)行了重點(diǎn)的分析.第四章也是本文的重點(diǎn)之一,提出了整個(gè)OFDM系統(tǒng)平臺(tái)的硬件結(jié)構(gòu)和基于IEEE 802.11a的接收機(jī)FPGA設(shè)計(jì)方案,然后從整體上介紹了接收機(jī)的實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu),并給出了接收機(jī)各個(gè)模塊的具體設(shè)計(jì),最后對(duì)整個(gè)系統(tǒng)調(diào)試過程和測(cè)試結(jié)果進(jìn)行了分析.
標(biāo)簽：
OFDM
FPGA
接收機(jī)
上傳時(shí)間：
2013-04-24
上傳用戶：zhoujunzhen
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正交頻分復(fù)用(OFDM)技術(shù)是一種多載波數(shù)字調(diào)制技術(shù)，它具有頻譜利用率高、抗多徑能力強(qiáng)等特點(diǎn)，在寬帶無線多媒體通信領(lǐng)域中受到了廣泛的關(guān)注。 OFDM系統(tǒng)可分為連續(xù)工作模式和突發(fā)工作模式。在IEEE802.11a、HiperLANType2等無線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)中采用了OFDM的突發(fā)工作模式，該模式下的接收機(jī)首先對(duì)符合某種特定格式的幀做出檢測(cè)。本文介紹了一種基于最小錯(cuò)誤概率準(zhǔn)則的幀檢測(cè)算法，提出了該算法的FPGA實(shí)現(xiàn)方案。 同步技術(shù)是OFDM最關(guān)鍵的技術(shù)之一，它包括載波頻率同步和符號(hào)同步。載波頻率同步是為了糾正接收端相對(duì)于發(fā)送端的載波頻率偏移，以保證子載波間的正交性；符號(hào)同步確定OFDM符號(hào)有用數(shù)據(jù)信息的開始時(shí)刻，也就是確定FFT窗的開始時(shí)刻。本文首先介紹了一種基于自相關(guān)的載波頻率同步算法，給出了它的FPGA實(shí)現(xiàn)方案，重點(diǎn)講述了其中用到的Cordic算法及其實(shí)現(xiàn)；然后介紹了分別基于互相關(guān)和自相關(guān)的兩種符號(hào)同步算法，給出了各自的FPGA實(shí)現(xiàn)方案，從實(shí)現(xiàn)的角度比較了兩種算法的優(yōu)缺點(diǎn)，并且在FPGA設(shè)計(jì)中體現(xiàn)了面積復(fù)用和流水線操作的設(shè)計(jì)思想。 文章最后介紹了系統(tǒng)調(diào)試的情況，總結(jié)出一種ChipScopePro與Matlab相結(jié)合的調(diào)試方法，該方法在FPGA調(diào)試方面具有一定的通用性。
標(biāo)簽：
OFDM
FPGA
幀
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2013-07-16
上傳用戶：Killerboo
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近年來，隨著計(jì)算機(jī)和通信技術(shù)的飛速發(fā)展，特別是網(wǎng)絡(luò)的迅速普及和3C(計(jì)算機(jī)、通信、消費(fèi)電子)合一的加速，微型化和專業(yè)化成為發(fā)展的新趨勢(shì)，嵌入式產(chǎn)品已經(jīng)成為了信息產(chǎn)業(yè)的主流，嵌入式系統(tǒng)技術(shù)也成為目前電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)領(lǐng)域最為熱門的技術(shù)之一，目前已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于軍事國防、消費(fèi)電子、網(wǎng)絡(luò)通信、工業(yè)控制等各個(gè)領(lǐng)域。本文在研究視頻采集發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了一種基于32位處理器的嵌入式圖像采集和傳輸系統(tǒng)。此套硬件系統(tǒng)可應(yīng)用于LCD顯示屏、桌面視頻、多媒體、數(shù)字電視機(jī)、圖像處理、可視電話和遠(yuǎn)程戶外圖像采集等領(lǐng)域。 該圖像采集系統(tǒng)在硬件系統(tǒng)上以ARM芯片S3C44BOX為核心，利用CMOS圖像傳感器采集圖像；以FIFO幀存儲(chǔ)器暫存圖像數(shù)據(jù)，解決了ARM芯片與圖像傳感器之間速率的不同步問題；并充分利用了FPGA/CPLD高性能、低功耗、低成本的優(yōu)點(diǎn)，用CPID器件控制整個(gè)圖像采集的時(shí)序邏輯。在軟件平臺(tái)移植了嵌入式操作系統(tǒng)’uClinux,并在此基礎(chǔ)上開發(fā)了底層的驅(qū)動(dòng)程序和應(yīng)用程序。體積小巧，具備圖像采集、顯示和遠(yuǎn)程傳輸功能和良好的可擴(kuò)展性。 全文共分為五個(gè)章節(jié)，第一章主要介紹了論文的課題背景和圖像采集技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，介紹了論文的研究目標(biāo)和研究內(nèi)容。第二章從硬件和軟件兩方面闡述了嵌入式圖像采集系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案，詳細(xì)介紹了硬件開發(fā)平臺(tái)嵌入式系統(tǒng)和軟件開發(fā)平臺(tái)嵌入式操作系統(tǒng)各自的定義和特點(diǎn)。第三章主要介紹基于ARM的圖像采集系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)方面的內(nèi)容，包括各個(gè)模塊的具體實(shí)現(xiàn)方案、系統(tǒng)硬件性能分析和硬件電路的抗干擾設(shè)計(jì)等。第四章研究了基于uClinux平臺(tái)的幾個(gè)主要模塊的軟件設(shè)計(jì)，主要包括圖像傳感芯片的初始化和采集程序的實(shí)現(xiàn)、LCD控制器的初始化和圖像顯示程序的實(shí)現(xiàn)、以太網(wǎng)控制器的初始化和圖像數(shù)據(jù)傳輸程序的實(shí)現(xiàn)。第五章是對(duì)全文的一個(gè)總結(jié)，概括了作者所做的工作，提出所存在的不足并對(duì)后續(xù)的研究工作做了進(jìn)一步的展望。
標(biāo)簽：
ARM
圖像采集系統(tǒng)
上傳時(shí)間：
2013-04-24
上傳用戶：wangxuan
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伴隨著多媒體顯示和傳輸技術(shù)的發(fā)展,人們獲得了越來越高的視聽享受。從傳統(tǒng)的模擬電視,到標(biāo)清、高清、全高清。與顯示技術(shù)發(fā)展結(jié)伴而行的是顯示接口技術(shù)的發(fā)展,從模擬的AV端子,S-Video和VGA接口,到數(shù)字顯示的DVI接口,技術(shù)上經(jīng)歷了一個(gè)從模擬到數(shù)字,從并行到串行,從低速到高速的發(fā)展過程。 HDMI是最新的高清晰度多媒體接口,它的規(guī)范由Silicon Image等七家公司提出,具有帶寬大,尺寸小,傳輸距離長和支持正版保護(hù)等功能,符合當(dāng)今技術(shù)的發(fā)展潮流,一經(jīng)推出,就獲得了巨大的成功。成為平板顯示器、高清電視等設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)接口之一,并獲得了越來越廣泛的應(yīng)用。 從上世紀(jì)80年代XILINX發(fā)明第一款FPGA芯片以來,FPGA就以其體系結(jié)構(gòu)和邏輯單元靈活,運(yùn)算速度快,編程方便等優(yōu)點(diǎn)廣泛應(yīng)用與IC設(shè)計(jì)、系統(tǒng)控制、視頻處理、通信系統(tǒng)、航空航天等諸多方面。 本文利用ALTERA的一款高端FPGA芯片EP2S180F1508C3為核心,配合Silicon Image的專用HDMI接收芯片搭建了一個(gè)HDMI的接收顯示平臺(tái)。針對(duì)HDMI帶寬寬,數(shù)據(jù)量大的特點(diǎn),使用了新型的DDR2 SDRAM作為視頻信號(hào)的輸入和輸出緩沖。在硬件板級(jí)設(shè)計(jì)上,針對(duì)HDMI和DDR2的相關(guān)高速電路,采用了一系列的高速電路設(shè)計(jì)方法,有效的避免了信號(hào)的反射,串?dāng)_等不良現(xiàn)象。同時(shí)在對(duì)HDMI規(guī)范和DDR2 SDRAM時(shí)序規(guī)范的深入研究的基礎(chǔ)上,在ALTERA的開發(fā)平臺(tái)QUARTUSII上編寫了系統(tǒng)的頂層模塊和相關(guān)各功能子模塊,并仿真通過。 論文的主要工作和創(chuàng)新點(diǎn)表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面： 1、論文研究了最新的HDMI接口規(guī)范和新型存儲(chǔ)器件DDR2的時(shí)序規(guī)范。 2、論文搭建的整個(gè)系統(tǒng)相當(dāng)龐大,涉及到相關(guān)的規(guī)范、多種芯片的資料、各種工具軟件的使用、原理圖的繪制和PCB板的布局布線,直至后期的編程仿真,花費(fèi)了作者大量的時(shí)間和精力。 3、論文首次使用FPGA來處理HDMI信號(hào)且直接驅(qū)動(dòng)顯示器件,區(qū)別于-般的ASIC方案。 4、論文對(duì)高速電路特別是的DDR2布局布線,采用了一系列的專門措施,具有一定的借鑒價(jià)值。
標(biāo)簽：
FPGA
HDMI
顯示系統(tǒng)
上傳時(shí)間：
2013-06-22
上傳用戶：784533221
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對(duì)弓網(wǎng)故障的檢測(cè)在列車提速的今天顯得尤其重要，原始故障圖像數(shù)據(jù)量的巨大使實(shí)時(shí)存儲(chǔ)和傳輸故障圖像極其困難。JPEG作為一種低復(fù)雜度、高壓縮比的圖像壓縮標(biāo)準(zhǔn)在多媒體、網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)阮I(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。和相同圖像質(zhì)量的其它常用文件格式(如GIF，TIFF，PCX)相比，JPEG是目前靜態(tài)圖像中壓縮比最高的。 FPGA以其設(shè)計(jì)靈活、高速的卓越特性，逐漸成為許多應(yīng)用中首先器件，尤其是與Verilog和VHDL等語言的結(jié)合，大大變革了電子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，加速了系統(tǒng)的設(shè)計(jì)進(jìn)程。 本文旨在研究并實(shí)現(xiàn)一種實(shí)時(shí)采集并對(duì)特定幀進(jìn)行壓縮傳輸?shù)姆椒āＭㄟ^采用可編程邏輯器件FPGA來實(shí)現(xiàn)整個(gè)采集、顯示、壓縮和傳輸，使系統(tǒng)具有可定制、高速度等優(yōu)點(diǎn)。 本文首先介紹了開發(fā)硬件可編程邏輯門陣列FPGA及其開發(fā)語言Veridlog，并介紹了FPGA的設(shè)計(jì)方法及開發(fā)流程；接著介紹了PAL制視頻采集的相關(guān)知識(shí)及設(shè)計(jì)，其中主要包括基于I2C總線的模擬視頻解碼控制、視頻的數(shù)字化ITU-R BT.601標(biāo)準(zhǔn)介紹及視頻同步信號(hào)的獲取、基于SDRAM的視頻幀存儲(chǔ)、VGA顯示控制設(shè)計(jì)；隨后介紹了JPEG標(biāo)準(zhǔn)，并根據(jù)故障檢測(cè)的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了針對(duì)灰度圖像壓縮的JPEG編碼器，設(shè)計(jì)中先分別對(duì)組成JPEG編碼器的二維DCT變換模塊、量化模塊、Z字掃描模塊、變換直流系數(shù)的差分脈沖編碼模塊、交流系數(shù)的游程編碼模塊、哈夫曼編碼模塊及打包模塊進(jìn)行了仿真測(cè)試，然后再對(duì)整個(gè)JPEG編碼器進(jìn)行了測(cè)試；最后設(shè)計(jì)了單幀視頻的SRAM緩存，并將緩存的源圖像采用本文設(shè)計(jì)的JPEG編碼器進(jìn)行壓縮，再設(shè)計(jì)一個(gè)僅包含發(fā)送功能的UART 將壓縮后的碼流傳輸?shù)絇C機(jī)，在PC機(jī)上通過將接收的碼流以ASCⅡ碼的形式還原為采集圖片。 本文實(shí)現(xiàn)了整個(gè)采集壓縮系統(tǒng)，同時(shí)也進(jìn)一步驗(yàn)證了本文設(shè)計(jì)的灰度圖像JPEG編碼器的正確性。相信本文無論是對(duì)弓網(wǎng)故障的圖像檢測(cè)，還是對(duì)于JPEG編碼器的芯片設(shè)計(jì)都有一定的參考價(jià)值。
標(biāo)簽：
FPGA
JPEG
壓縮系統(tǒng)
上傳時(shí)間：
2013-04-24
上傳用戶：cuiqiang
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JPEG是聯(lián)合圖像專家組(Joint Picture Expert Group)的英文縮寫，是國際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)和CCITT聯(lián)合制定的靜態(tài)圖像壓縮編碼標(biāo)準(zhǔn)。JPEG的基于DCT變換有損壓縮具有高壓縮比特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用在數(shù)據(jù)量極大的多媒體以及帶寬資源寶貴的網(wǎng)絡(luò)程序中。 動(dòng)態(tài)圖像的JPEG編解碼處理要求圖像恢復(fù)質(zhì)量高、實(shí)時(shí)性強(qiáng)，本課題就是針對(duì)這兩個(gè)方面的要求展開的研究。該系統(tǒng)由圖像編碼服務(wù)器端和圖像解碼客戶端組成。其中，服務(wù)器端實(shí)時(shí)采集攝像頭傳送的動(dòng)態(tài)圖像，進(jìn)行JPEG編碼，通過網(wǎng)絡(luò)傳送碼流到客戶端；客戶端接收碼流，經(jīng)過JPEG解碼，恢復(fù)出原始圖像送VGA顯示。設(shè)計(jì)結(jié)果完全達(dá)到了實(shí)時(shí)性的要求。 本文從系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的角度出發(fā)，首先分析了系統(tǒng)開發(fā)平臺(tái)，介紹FPGA的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及它的設(shè)計(jì)流程和指導(dǎo)原則；然后從JPEG圖像壓縮技術(shù)發(fā)展的歷程出發(fā)，分析JPEG標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)高壓縮比高質(zhì)量圖像處理的原理；針對(duì)FPGA在算法實(shí)現(xiàn)上的特點(diǎn)，以及JPEG算法處理的原理，按照編碼和解碼順序，研究設(shè)計(jì)了基于改進(jìn)的DA算法的FDCT和IDCT變換，以及按發(fā)生頻率進(jìn)行優(yōu)化的霍夫曼查找表結(jié)構(gòu)，并且從系統(tǒng)整體上對(duì)JPEG編解碼進(jìn)行簡(jiǎn)化，以提高系統(tǒng)的處理性能。最后，通過分析Nios嵌入式微處理器可定制特性，根據(jù)SOPC Builder中Avalon總線的要求，把圖像采集，JPEG圖像壓縮和網(wǎng)絡(luò)傳輸轉(zhuǎn)變成用戶自定義模塊，在SOPC Builder下把用戶自定義模塊添加到系統(tǒng)中，由Nios嵌入式軟核的控制下運(yùn)行，在FPGA芯片上實(shí)現(xiàn)整個(gè)JPEG實(shí)時(shí)圖像編解碼系統(tǒng)(soc)。 在FPGA上實(shí)現(xiàn)硬件模塊化的JPEG算法，具有造價(jià)低功耗低，性能穩(wěn)定，圖像恢復(fù)后質(zhì)量高等優(yōu)點(diǎn)，適用于精度要求高且需要對(duì)圖像進(jìn)行逐幀處理的遠(yuǎn)程微小目標(biāo)識(shí)別和跟蹤系統(tǒng)中以及廣電系統(tǒng)中前期的非線性編輯工作以及數(shù)字電影的動(dòng)畫特技制作，對(duì)降低成本和提高圖像處理速度兩方面都有非常重大的現(xiàn)實(shí)意義。通過在FPGA上實(shí)現(xiàn)JPEG編解碼，進(jìn)一步探索FPGA在數(shù)字圖像處理上的優(yōu)勢(shì)所在，深入了解進(jìn)行此類硬件模塊設(shè)計(jì)的技術(shù)特點(diǎn)，是本課題的重要學(xué)術(shù)意義所在。
標(biāo)簽：
FPGA
JPEG
實(shí)時(shí)圖像
編解碼
上傳時(shí)間：
2013-04-24
上傳用戶：shangdafreya
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正交頻分復(fù)用技術(shù)(OFDM)是未來寬帶無線通信中的關(guān)鍵技術(shù)。隨著用戶對(duì)實(shí)時(shí)多媒體業(yè)務(wù)，高速移動(dòng)業(yè)務(wù)需求的迅速增加，OFDM由于其頻譜效率高，抗多徑效應(yīng)能力強(qiáng)，抗干擾性能好等特點(diǎn)，該技術(shù)正得到了廣泛的應(yīng)用。 OFDM系統(tǒng)的子載波之間必須保持嚴(yán)格的正交性，因此對(duì)符號(hào)定時(shí)和載波頻偏非常敏感。本課題的主要任務(wù)是分析各種算法的性能的優(yōu)劣，選取合適的算法進(jìn)行FPGA的實(shí)現(xiàn)。 本文首先簡(jiǎn)要介紹了無線信道的傳輸特性和OFDM系統(tǒng)的基本原理，進(jìn)而對(duì)符號(hào)同步和載波同步對(duì)接收信號(hào)的影響做了分析。然后對(duì)比了非數(shù)據(jù)輔助式同步算法和數(shù)據(jù)輔助式同步算法的不同特點(diǎn)，決定采用數(shù)據(jù)輔助式同步算法來解決基于IEEE 802.16-2004協(xié)議的突發(fā)傳輸系統(tǒng)的同步問題。最后部分進(jìn)行了算法的實(shí)現(xiàn)和仿真，所有實(shí)現(xiàn)的仿真均在QuartusⅡ下按照IEEE 802.16-2004協(xié)議的符號(hào)和前導(dǎo)字的結(jié)構(gòu)進(jìn)行。 本文的主要工作：(1)采用自相關(guān)和互相關(guān)聯(lián)合檢測(cè)算法同時(shí)完成幀到達(dá)檢測(cè)和符號(hào)同步估計(jì)，只用接收數(shù)據(jù)的符號(hào)位做相關(guān)運(yùn)算，有效地解決了判決門限需要變化的問題，同時(shí)也減少了資源的消耗；(2)在時(shí)域分?jǐn)?shù)倍頻偏估計(jì)時(shí)，利用基于流水線結(jié)構(gòu)的Cordic模塊計(jì)算長前導(dǎo)字共軛相乘后的相角，求出分?jǐn)?shù)倍頻偏的估計(jì)值；(3)采用滑動(dòng)窗口相關(guān)求和的方法估計(jì)整數(shù)倍頻偏值，在此只用頻域數(shù)據(jù)的符號(hào)位做相關(guān)運(yùn)算，有效地解決了傳統(tǒng)算法估計(jì)速度慢的缺點(diǎn)，同時(shí)也減少了資源的消耗。
標(biāo)簽：
OFDM
定時(shí)
同步的
上傳時(shí)間：
2013-05-23
上傳用戶：宋桃子
