隨著21世紀的到來,計算機技術(shù),信息處理技術(shù),半導(dǎo)體技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)不斷發(fā)展,人類社會進入了信息化時代。與此同時,無線視頻傳感器網(wǎng)絡(luò)也得到了突飛猛進的發(fā)展,成為當(dāng)今國際上備受關(guān)注的熱點研究領(lǐng)域。無線視頻傳感器網(wǎng)絡(luò)有著很多的優(yōu)點和十分廣泛的應(yīng)用前景。在軍事,工業(yè),城市管理和監(jiān)控系統(tǒng)等重要領(lǐng)域都有潛在的使用價值。 無線視頻傳感器網(wǎng)絡(luò)有著顯著的特征,例如：網(wǎng)絡(luò)節(jié)點能源有限；網(wǎng)絡(luò)帶寬有限；對處理速度要求較高等。由此可見,傳統(tǒng)的視頻編碼標準無法應(yīng)用于無線視頻傳感器網(wǎng)絡(luò)。MPEG-4,H.263,H.264等視頻編碼標準,全是基于運動估計補償實現(xiàn)的,計算量十分巨大,在能量,存儲空間和處理能力均有限的節(jié)點難以實現(xiàn)這類高復(fù)雜度的編碼算法。 本文針對無線視頻傳感器網(wǎng)絡(luò)對視頻編碼算法的具體需求,提出一種基于運動檢測的低復(fù)雜度視頻編碼算法。該算法只對當(dāng)前編碼幀中的運動對象進行編碼,并且以面向?qū)ο蟮慕Y(jié)構(gòu)輸出碼流。實驗結(jié)果表明,與H.264全I幀編碼相比,本文提出的算法編碼速度提高了約3倍,編碼性能提高了約2dB。與H.264基本檔次相比,雖然編碼性能略有下降,但是編碼速度平均提高了8倍左右。因此,本文提出的算法可以在編碼效率和編碼速度之間獲得很好的折衷,在一定程度上可以滿足無線視頻傳感器網(wǎng)絡(luò)的需求。 本文選用ALDVK_270作為硬件實驗平臺。在分析算法結(jié)構(gòu)的同時,結(jié)合嵌入式系統(tǒng)的特點,從算法,內(nèi)存,高級語言和匯編語言等幾個方面提出優(yōu)化方案,最終在ARM嵌入式平臺下實現(xiàn)了面向無線視頻傳感器網(wǎng)絡(luò)的低復(fù)雜度視頻編碼算法。測試結(jié)果表明,與優(yōu)化前相比,優(yōu)化后的編碼速度有了很大的提高,對于CIF格式的監(jiān)控視頻序列能夠滿足實時處理的要求。
標簽：
ARM
無線視頻
傳感器網(wǎng)絡(luò)
復(fù)雜度
上傳時間：
2013-07-26
上傳用戶：小小小熊
JPEG2000是由ISO/ITU-T組織下的IEC JTC1/SC29/WG1小組制定的下一代靜止圖像壓縮標準.與JPEG(Joint Photographic Experts Group)相比,JPEG2000能夠提供更好的數(shù)據(jù)壓縮比,并且提供了一些JPEG所不具有的功能[1].JPEG2000具有的多種特性使得它具有廣泛的應(yīng)用前景.但是,JPEG2000是一個復(fù)雜編碼系統(tǒng),目前為止的軟件實現(xiàn)方案的執(zhí)行時間和所需的存儲量較大,若想將JPEG2000應(yīng)用于實際中,有著較大的困難,而用硬件電路實現(xiàn)JPEG2000或者其中的某些模塊,必然能夠減少JPEG200的執(zhí)行時間,因而具有重要的意義.本文首先簡單介紹了JPEG2000這一新的靜止圖像壓縮標準,然后對算術(shù)編碼的原理及實現(xiàn)算法進行了深入的研究,并重點探討了JPEG2000中算術(shù)編碼的硬件實現(xiàn)問題,給出了一種硬件最優(yōu)化的算術(shù)編碼實現(xiàn)方案.最后使用硬件描述語言(Very High Speed Integrated Circuit Hardware Description Language,VHDL)在寄存器傳輸級(Register Transfer Level,RTL描述了該硬件最優(yōu)化的算術(shù)編碼實現(xiàn)方案,并以Altera 20K200E FPGA為基礎(chǔ),在Active-HDL環(huán)境中進行了功能仿真,在Quartus Ⅱ集成開發(fā)環(huán)境下完成了綜合以及后仿真,綜合得到的最高工作時鐘頻率達45.81MHz.在相同的輸入條件下,輸出結(jié)果表明,本文設(shè)計的硬件算術(shù)編碼器與實現(xiàn)JPEG2000的軟件:Jasper[2]中的算術(shù)編碼模塊相比,處理時間縮短了30﹪左右.因而本文的研究對于JPEG2000應(yīng)用于數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)等實際應(yīng)用有著重要的意義.
標簽：
JPEG
2000
FPGA
算術(shù)編碼
上傳時間：
2013-05-16
上傳用戶：671145514
本文主要研究Turbo碼的編碼和譯碼算法及其FPGA硬件實現(xiàn).在概述信道編碼理論及其發(fā)展歷程之后,簡要地論述了Turbo碼的原理.然后分別對Turbo碼的MAP譯碼算法,LOG-MAP算法進行推導(dǎo),在給出LOG-MAP的推導(dǎo)之后,提出了對于LOG-MAP譯碼算法的兩點改進,采用三階牛頓插值函數(shù)對校驗函數(shù)進行擬合,采用雙滑動窗口技術(shù)取代傳統(tǒng)的單滑動窗口技術(shù).Turb碼還有一種譯碼復(fù)雜度相對較低的算法——SOVA算法,本文也給出了SOVA算法的詳細推導(dǎo)過程.在對LOG-MAP和SOVA算法的詳細推導(dǎo)之后,本文給出Turbo碼的軟件仿真,采用Matlab語言編寫Turbo碼仿真系統(tǒng)程序,仿真系統(tǒng)比較了單滑動窗口技術(shù)和雙滑動窗口技術(shù)在不同的信噪比下的譯碼性能.在軟件仿真的基礎(chǔ)上,本文給出了Turbo碼編碼器和采用LOG-MAP譯碼算法譯碼器的FPGA硬件實現(xiàn)方法.
標簽：
Turbo
FPGA
編碼譯碼
算法
上傳時間：
2013-06-19
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