H.264/AVC是由國際電信聯合會的視頻專家組和國際標準化組織的運動圖像專家組組成的聯合視頻小組制定的下一代視頻壓縮標準。新標準采用了一些先進算法,因此具有優異的壓縮性能和極好的網絡親和性,滿足低碼率情況下的高質量視頻的傳輸。 H.264/AVC采用的先進算法包括多模式幀間預測、1/4像素精度預測、整數變換量化、去方塊濾波和熵編碼。本論文著重對整數變換與量化、去方塊濾波做了研究。整數變換是一種只有加法和移位的運算,量化可以通過查表和乘法操作就可以完成,避免了反變換的時候失配問題,沒有精度損失;去方塊濾波是一種用來去除低碼率情況下的每個宏塊的塊效應,提高了解碼圖像的外觀。 本文主要從算法研究和硬件實現兩方面著手,在算法研究方面設計了一個可視化測試軟件,在硬件實現方面主要對整數變換、量化和去方塊濾波做了研究和實現。視頻壓縮技術的關鍵在于視頻壓縮算法及其芯片的實現,FPGA可重復使用,設計修改靈活,片內資源豐富,具備DSP模塊等優勢。在本論文的目標實現部分模塊FPGA的硬件設計,用Verilog完成了關鍵部分的設計。首先簡要介紹了視頻壓縮基本原理,常用視頻壓縮標準及其特性以及國內外的研究動態,并對H.264標準基本檔次所涉及的核心技術進行了詳細介紹,兩種分層結構分別討論。其次在掌握了H.264.算法及編解碼流程的基礎上,設計了基于H.264編解碼的可視化軟件平臺。然后詳細介紹了整數變換、量化、反變換和反量化核心模塊的設計和實現,并在Altera的軟件和開發板上進行了仿真驗證;對去方塊濾波算法做了軟件研究測試,并給出了一種改進的硬件整體結構設計。最后,對全文工作進行了總結和對未來研究工作做了展望。我在課題中所做的主要工作有: 1.查閱相關文獻,熟悉H.264.標準及整數變換、量化和去方塊濾波等算法。 2.用VC++完成了基于H.264編解碼的可視化軟件平臺設計。 3.用Verilog完成了整數變換量化、反變換反量化模塊FPGA設計與驗證。 4.去方塊濾波器的算法研究、仿真和硬件整體結構設計。
上傳時間: 2013-04-24
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H.264/AVC是由ITU和ISO兩大組織聯合組成的JVT共同制定的一項新的視頻壓縮技術標準,在較低帶寬上提供高質量的圖像傳輸是H.264/AVC的應用亮點。在同樣的視覺質量前提下,H.264/AVC比H.263和MPEG-4節約了50%的碼率。但H.264獲得優越性能的代價是計算復雜度的增加,據估計其編碼的計算復雜度大約為H.263的3倍,因此很難應用于實時視頻處理領域。針對這一現狀,業內做了大量的研究工作,力圖降低其計算復雜度和提高運行效率。比如在運動估計方面,國內外在這方面的研究已經很成熟。而針對幀內/幀間預測編碼的研究卻較少。因此研究預測模式的快速算法具有理論意義和應用價值。 本文在詳細研究H.264標準視頻壓縮編碼特點基礎上,分析了H.264幀內編碼, 幀間編碼及變換,量化技術的原理及特點,提出了一種基于局部邊緣方向信息的快速幀內模式判決算法,通過結合SAD的模式選擇方法來減少模式選擇數目。它采用了Sobel梯度算子計算當前塊的邊緣信息,累加當前塊中屬于同一方向像素點的邊緣矢量構造不同模式下的邊緣方向直方圖,以便確定最可能的預測模式。該算法有效降低了編碼器的運算復雜度,在并未顯著降低編碼性能的情況下提升了編碼器效率。仿真表明:Foreman 圖像序列編碼性能有了提高,其中PSNR平均降低了0.06dB,Bitrate平均降低了19.4%,這大大提高了視頻傳輸的質量。 另外在幀間預測模式選擇算法方面進行了改進研究:按順序對不同類型進行判決,有選擇地去比較可能模式,使得在有效減少需判決的模式數量的同時,結合小塊模式搜索中途停止準則來確定最優模式。仿真表明:改進算法相對與原來算法能夠節省很多的編碼時間(平均下降了49.3%),但帶來的圖像質星的下降(平均下降0.08dB,可以忽略)和碼率較少的增加。 同時在整數DCT變換模塊中,提出了一種快速蝶形算法,使得對4×4點數據做一次變換,只需通過8×8次加法和2×8次移位運算便可完成,與原來12×8次加法和4×8次移位相比,新算法大大降低了運算復雜度。 最后介紹FPGA的特點及設計流程,并實現了H.264編解碼器中變換編碼及量化和熵解碼模塊的硬件。這種基于FPGA所實現的H.264編碼視頻處理模塊設計具備了成本低,周期短,設計方法靈活等優點,具有廣闊的市場應用前景。 仿真表明,通過使用本文提出的幀內/幀間速算法方法可使得H.264編碼速度獲得顯著的提高,使H.264 Baseline編碼器能在PC平臺上實現實時編碼。
上傳時間: 2013-07-18
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隨著移動終端、多媒體、通信、圖像掃描技術的發展,圖像應用日益廣泛,壓縮編碼技術對圖像處理中大量數據的存儲和傳輸至關重要。同時, FPGA單片規模的不斷擴大,在FPGA芯片內實現復雜的數字信號處理系統也成為現實,因此采用FPGA實現圖像壓縮已成為一種必然趨勢。JPEG靜態圖像壓縮標準應用非常廣泛,是圖像壓縮中主要的標準之一。研究JPEG圖像壓縮在FPGA上的實現,具有廣闊的應用背景。 論文從實際工程應用出發,通過設計圖像壓縮的IP核,完成JPEG壓縮算法在FPGA上的實現。首先闡述JPEG基本模式的壓縮編碼的標準,然后在設計規劃過程中,采用SOC的設計思想,給出整個系統的內部結構、層次劃分,對各個模塊的HDL實現進行詳細的描述,最后完成整體驗證。方案采用了IP核復用的設計技術,基于Xilinx公司本身的IP核,進行了再次開發。在研究JPEG標準的核心算法DCT的基礎上,加以改進,設計了適合器件結構的基于DA算法的DCT變換的IP核。通過結構和算法的優化,提高了速度,減少占用過多的片內資源。 設計基于Xilinx的Virtex- II系列的FPGA的硬件平臺,在ISE7.1中編譯綜合,最后通過Modelsim仿真驗證。分辨率為352×288大小的源圖像,在不同的壓縮等級設置下,均測試通過。仿真驗證的結果表明:基于FPGA的JPEG壓縮編碼占用較少的硬件資源,可在較高的工作頻率下運行,設計在速度和資源利用率方面達到了較優的狀態,能夠滿足一般圖像壓縮的要求。 整個設計可以作為單獨的JPEG編碼芯片也可以作為IP核添加到其他系統中去,具有一定的使用價值。
上傳時間: 2013-04-24
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對IGBT進行了詳細的說明,可以了解IGBT的工作原理
上傳時間: 2013-07-17
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西門子3508型手機工作原理1,電源部分電路,開關機控制電路主要由電源IC D200及主微處理器D103組成,其主要作用是在話機加電池或外接充電器情況下,按下開關機鍵時產生一系列復位信號。
上傳時間: 2013-07-28
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SD4840/4841/4842/4843/4844是用于開關電源的內置高壓MOSFET電流模式PWM控制器系列產品。該電路待機功耗低,啟動電流低。在待機模式下,電路進入打嗝模式,從而有效地降低電路的
上傳時間: 2013-04-24
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PCF8583的工作原理及在單片機接口中的實現:時鐘/日歷芯片PCF8583是一種實時時鐘集成電路,硬件方面介紹了PCF8583的結構、功能廈工作原理;軟件方面,因為PCF8583是通過I C總線方式
上傳時間: 2013-06-10
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手機旅行充電器電路及工作原理:本文詳細介紹了一種開關型手機充電器的工作原理,對初學者了解具體的開關電源電路及充電控制電路很有意義,這類文章,一般都較受讀者歡迎,所以懇請喜歡動手制作、改造的朋友,能夠記
上傳時間: 2013-08-06
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現代通信系統對帶寬和數據速率的要求越來越高,超寬帶(ultra-wideband,UWB)通信以其傳輸速率高、空間容量大、成本低、功耗低的優點,成為解決企業、家庭、公共場所等高速因特網接入的需求與越來越擁擠的頻率資源分配之間的矛盾的技術手段。 論文主要圍繞兩方面展開分析:一是介紹用于UWB無載波脈沖調制及直接序列碼分多址調制(DS-CDMA)的新型脈沖,即Hermite正交脈沖,并且分析了這種構建UWB多元通信和多用戶通信的系統性能。二是分析了UWB的多帶頻分復用物理層提案(MBOA)的調制技術,并在FPGA上實現了調制模塊。正交Hermite脈沖集被提出用于UWB的M元雙正交調制系統,獲得高數據速率。調整脈沖的脈寬因子和中心頻率能使脈沖滿足FCC的頻譜要求。M元雙正交調制的接收機需要M/2個相關器,遠比M元正交調制所需的相關器數量少。誤碼率一定時,維數M的增加可獲得高的比特率和低的信噪比。雖然高階的Hermite脈沖易受抖動時延的影響,但當抖動時延范圍小于0.02ns時,其影響較為不明顯。本文認為1~8階的Hermite脈沖皆可用,可構成16元雙正交系統。 正交Hermite脈沖集也可以構造UWB多用戶系統。各用戶的信息用不同的Hermite脈沖同時傳輸,其多用戶的誤比特率上限低于高斯單脈沖構成的PPM多用戶系統的誤比特率,所以其系統性能更優。正交Hermite脈沖還可以用于UWB的DS-CDMA調制,在8個脈沖可用的情況下,最多可容64個用戶同時通信。 基于MBOA提出的UWB物理層協議,本文用Verilog硬件語言實現了調制與解調結構,并用Modelsim做了時序驗證。用Verilog編程實現的輸出數據與Matlab生成的UWB建模的輸出結果一致。為了達到UWBMB-OFDM系統的FFT處理器的要求,一個混和基多通道流水線的FFT算法結構被提出。其有效的實現方法也被提出。這種結構采用多通道以獲得高的數據吞吐量。此外,它用于存儲和復數乘法器的硬件損耗相比其他的FFT處理器是最少的。高基的FFT蝶算減少了復數乘法器的數量。在132MHz的工作頻率下,整個128點FFT變換在此結構模式下只需要242.4ns,滿足了MBOA的要求。
上傳時間: 2013-07-29
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本文將電路接口技術與硬件可編程技術相結合,提出了用可編程芯片來控制IDE硬盤進行高速數據記錄,能夠滿足機載數據記錄設備重量輕、容量大、速度快的要求。 論文對硬盤ATA接口標準進行了研究,對VHDL語言、現場可編程門陣列器件(FPGA)實現硬件電路的原理和方法進行了深入分析,在此基礎上完成了基于FPGA的數據記錄控制器的設計。文中選擇了具有低功耗、低成本、高性能的FPGA芯片(型號為CycloneEP1C3T144C8),將各功能模塊級聯成系統在該芯片上完成了控制器系統級的設計與仿真驗證,驗證結果表明了用FPGA實現高速數據記錄控制器的可行性。所設計的VHDL代碼經QuartusⅡ綜合、布局布線、管腳分配后,在FPGA內部可以達到104.46Mhz的電路工作速度,FPGA與硬盤之間采用ATA接口的UltraDMA模式2傳輸方式,可以達到33.3MByte/s的突發數據傳輸率。文中對所用到的FPGA設計技術給予了詳細說明,對各功能模塊的設計給予了詳細闡述,對關鍵設計給出了VHDL源代碼,還討論了FPGA設計中時序約束的作用,給出了本文所做時序約束的方法。 本文中所論述的工作對以后機載數據記錄系統的設計具有重要的鋪墊作用。文中在總結所做工作的同時,還對下一步工作提出了有益的建議。
上傳時間: 2013-08-05
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