隨著科學技術的發展與公共安全保障需求的提高,視頻監控系統在工業生產、日常生活、警備與軍事方面的應用越來越廣泛。采用基于 FPGA 的SOPC技術、H.264壓縮編碼技術和網絡傳輸控制技術實現網絡視頻監控系統,在穩定性、功能、成本與擴展性等方面都有著突出的優勢,具有重要的學術意義與實用意義, 本課題所設計的網絡視頻監控系統由以Nios Ⅱ為核心的嵌入式圖像服務器、相關網絡設備與若干PC機客戶端組成。嵌入式圖像服務器實時采集圖像,采用H.264 編碼算法進行壓縮,并持續監聽網絡。PC機客戶端可通過網絡對服務器進行遠程訪問,接收編碼數據,使用H.264解碼算法重建圖像并實時顯示,使監控人員有效地掌握現場情況, 在嵌入式圖像服務器設計階段,本文首先進行了芯片選型與開發平臺選擇。然后構建圖像采集子系統,采用雙緩存乒乓交換的方法設計圖像采集用戶自定義模塊。接著設計雙Nios Ⅱ架構的SOPC系統,闡述了雙軟核設計中定制連接、內存芯片共享、數據搬移、通信與互斥的解決方法。同時完成了網絡服務器的設計,采用μC/OS-Ⅱ進行多任務的管理與調度, H.264視頻壓縮編解碼算法設計與實現是本文的重點。文中首先分析H.264.標準,規劃編解碼器結構。接著設計了16×16幀內預測算法,并設計宏塊掃描方式,采用兩次判決策略進行預測模式選擇。然后設計4×4子塊掃描方式,編寫整數變換與量化算法程序。熵編碼采用Exp-Golomb編碼與CAVLC相結合的方案,針對除拖尾系數之外的非零系數值編碼子算法,實現了一種基于表示范圍判別的編碼方法。最后設計了網絡傳輸的碼流組成格式,并針對編碼算法設計相應解碼算法。使用VC++完成算法驗證,并進行測試,觀察不同參數下壓縮率與失真度的變化。 算法驗證完成后,本文進行了PC機客戶端設計,使其具有遠程訪問、H.264解碼與實時顯示的功能。同時將H.264 編碼算法程序移植到NiosⅡ中,并將嵌入式圖像服務器與若干客戶端接入網絡進行聯合調試,構建完整的網絡視頻監控系統, 實驗結果表明,本系統視頻壓縮率高,監控圖像質量良好,充分證明了系統軟硬件與圖像編解碼算法設計成功。本系統具有成本低、擴展性好及適用范圍廣等優點,發展前景十分廣闊。
上傳時間: 2013-08-03
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ISO和ITU-T制定的一系列視頻編碼國際標準的推出,開創了視頻通信和存儲應用的新紀元。從H.261視頻編碼建議,到H.262/3、MPEG-1/2/4等都有一個共同的不斷追求的目標,即在盡可能低的碼率(或存儲容量)下獲得盡可能好的圖像質量。 本課題的研究建立在目前主流的壓縮算法的基礎上,綜合出各種標準中實現途徑的共性和優勢,將算法的主體移植于FPGA(FieldProgrammableGateArray)平臺上。憑借該種類嵌入式系統配置靈活、資源豐富的特點,建立一個可重構的內核處理模塊。進一步的完善算法(運算速度、精度)和外圍系統后,就可作為專用視頻壓縮編碼器進行門級電路設計的原型,構建一個片上可編程的獨立系統。 編碼器設計有良好的應用前景,通過使用離散余弦變換和熵編碼,對運動圖像從空間上進行壓縮編碼,使得編碼后的數據流適合于傳輸、通信、存儲和編輯等方面的要求。同時,系統的設計將解碼的工作量大幅度降低,功能模塊在作適當的改動后可為解碼器的參考設計使用。 研究所涉及的各功能模塊都進行了系統性的仿真和綜合,滿足工程樣機的前期研發需要。
上傳時間: 2013-04-24
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H.264/AVC是ITU與ISO/IEC(International Standard Organization/Intemational Electrotechnical Commission國際標準化組織/國際電工委員會)聯合推出的活動圖像編碼標準。作為最新的國際視頻編碼標準,H.264/AVC與MPEG-4、H.263等視頻編碼標準相比,性能有了很大提高,并已在流媒體、數字電視、電話會議、視頻存儲等諸多領域得到廣泛的應用。基于上下文的自適應二進制算術編碼(Conrext-based Adaptive Binary Arithmetic Coding,CABAC)是H.264/AVC的兩個熵編碼方案之一,相對于另一熵編碼方案-CAVLC(基于上下文的自適應可變長編碼),CABAC具有更高的數據壓縮率:在同等編碼質量下要比CAVLC提高10%~15%的壓縮率。CABAC能實現很高的數據壓縮率,但這是以增加實現的復雜性為代價的。在已有的硬件實現方法上,CABAC的解碼效率并不高。 論文在深入研究CABAC解碼算法及其實現流程,并在仔細分析了H.264/AVC碼流結構的基礎上,總結出了影響CABAC解碼效率的各個環節,并以此為出發點,對CABAC解碼所需中的各個功能模塊進行了優化設計,設計出一種新的CABAC解碼器結構,相對于一般的CABAC解碼器,它的解碼效率得到了顯著提高。論文針對影響CABAC解碼過程的"瓶頸"問題一多次訪問存儲部件影響解碼速率,提出了新的存儲組織方式,并根據CABAC的碼流結構特性,采用4個子解碼器級聯的方式來進一步提高解碼速率。 最后,用Verilog語言對所設計的CABAC解碼器進行了描述,用EDA軟件對其進行了仿真,并在FPGA上驗證了其功能,結果顯示,該CABAC解碼器結構顯著提高了解碼效率,能夠滿足高檔次實時通訊的要求。
上傳時間: 2013-07-03
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H.264/AVC是ITU-T和ISO聯合推出的新標準,采用了近幾年視頻編碼方面的先進技術,以較高編碼效率和網絡友好性成為新一代國際視頻編碼標準。 本文以實現D1格式的H.264/AVC實時編碼器為目標,作者負責系統架構設計,軟硬件劃分以及部分模塊的硬件算法設計與實現。通過對H.264/AVC編碼器中主要模塊的算法復雜度的評估,算法特點的分析,同時考慮到編碼器系統的可伸縮性,可擴展性,本文采用了DSP+FPGA的系統架構。DSP充當核心處理器,而FPGA作為協處理器,針對編碼器中最復雜耗時的模塊一運動估計模塊,設計相應的硬件加速引擎,以提供編碼器所需要的實時性能。 H.264/AVC仍基于以前視頻編碼標準的運動補償混合編碼方案,其中一個主要的不同在于幀間預測采用了可變塊尺寸的運動估計,同時運動向量精度提高到1/4像素。更小和更多形狀的塊分割模式的采用,以及更加精確的亞像素位置的預測,可以改善運動補償精度,提高圖像質量和編碼效率,但同時也大大增加了編碼器的復雜度,因此需要設計專門的硬件加速引擎。 本文給出了1/4像素精度的運動估計基于FPGA的硬件算法設計與實現,包括整像素搜索,像素插值,亞像素(1/2,1/4)搜索以及多模式選擇(支持全部七種塊分割模式)。設計中,將多處理器技術和流水線技術相結合,提供高性能的并行計算能力,同時,采用合理的存儲器組織結構以提供高數據吞吐量,滿足運算的帶寬要求,并使編碼器具有較好的可伸縮性。最后,在Modelsim環境下建立測試平臺,完成了對整個設計的RTL級的仿真驗證,并針對Altera公司的FPGA芯片stratixⅡ系列的EP2S60-4器件進行優化,從而使工作頻率最終達到134MHz,分析數據表明該模塊能夠滿足編碼器的實時性要求。
上傳時間: 2013-07-24
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未來的時代是信息時代,信息需要通過媒體來進行記錄、傳播和獲取。視頻數據的壓縮技術和解壓縮技術成了多媒體技術中的關鍵技術之一,本論文設計的芯片正是基于FPGA實現視頻編碼器的設計,主要面向于對音頻和視頻信號進行壓縮和解壓縮的廣泛場合。 本論文首先對FPGA技術做了介紹,主要從FPGA的結構和特點,闡述了FPGA設計的輸入、綜合、仿真、實現等,其次介紹了當今主流的視頻編碼標準,如H.263、H.264。本論文基于FPGA來實現視頻編碼,提出了視頻編解碼器系統設計方案,包括系統設計和模塊設計,最后,文章又提出了圖像預處理部分和運動估計部分的設計思想和實現步驟,其中的運動估計設計部分是整個論文的關鍵,以及通過仿真得到理想的結果。
上傳時間: 2013-06-28
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隨著多媒體編碼技術的發展,視頻壓縮標準在很多領域都得到了成功應用,如視頻會議(H.263)、DVD(MPEG-2)、機頂盒(MPEG-2)等等,而網絡帶寬的不斷提升和高效視頻壓縮技術的發展使人們逐漸把關注的焦點轉移到了寬帶網絡數字電視(IPTV)、流媒體等基于傳輸的業務上來。帶寬的增加為流式媒體的發展鋪平了道路,而高效的視頻壓縮標準的出臺則是流媒體技術發展的關鍵。H.264/AVC是由國際電信聯合會和國際標準化組織共同發展的下一代視頻壓縮標準之一。新標準中采用了新的視頻壓縮技術,如多模式幀間預測、1/4像素精度預測、整數DCT變換、變塊尺寸運動補償、基于上下文的二元算術編碼(CABAC)、基于上下文的變長編碼(CAVLC)等等,這些技術的采用大大提高了視頻壓縮的效率,更有利于寬帶網絡數字電視(IPTV)、流媒體等基于傳輸的業務的實現。 本文主要根據視頻會議應用的需要對JM8.6代碼進行優化,目標是實現基于Baseline的低復雜度的CIF編碼器,并對部分功能模塊進行電路設計。在設計方法上采用自頂向下的設計方法,首先對H.264編碼器的C代碼和算法進行優化,并對優化后的結果進行測試比較,結果顯示在圖像質量沒有明顯降低的情況下,H.264編碼器編碼CIF格式視頻每秒達到15幀以上,滿足了視頻會議應用的實時性要求。然后,以C模型為參考對H.264編碼器的部分功能模塊電路進行設計。采用Verilog HDL實現了這些模塊,并在Quartus Ⅱ中進行了綜合、仿真、驗證。主要完成了Zig-zag掃描和CAVLC模塊的設計,詳細說明模塊的工作原理和過程,然后進行多組的仿真測試,結果與C模型相應部分的結果一致,證明了設計的正確性。
上傳時間: 2013-06-11
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H-JTAG USB仿真器是一款高速USB接口仿真器。仿真器采用USB接口供電,無需外接電源。支持10K~15MHZ的JTAG時鐘,,可提供最高可達750 KB/S的下載速度與最高可達550 KB/S讀取速度。與H-JTAG/H-FLASHER配合使用,可以實現高速調試與下載。該仿真器靈活,高效,穩定性好,能夠全面滿足用戶的需求
標簽: H-JTAG
上傳時間: 2013-04-24
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目前,H.264是圖像編碼研究領域的一個熱點。它在語言結構、預測算法、數據變換等方面做了很大的改進,在低碼率傳輸、高清晰度顯示及網絡接入等性能上相比以往標準有了顯著提高,使得H.264在視頻會議、視頻點播、數字電視和手...
上傳時間: 2013-05-27
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·詳細說明:一個西門子變頻器控制代碼的生成程序,主要用于DSP控制,除了調試用的iostream.h頭文件,沒有其他任何頭文件,可以方面的運用與各種DSP,也可以移植到windows和linux下。文件列表: ordermake .........\Debug .........\ordermaker.c ..
上傳時間: 2013-07-22
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磁芯電感器的諧波失真分析 摘 要:簡述了改進鐵氧體軟磁材料比損耗系數和磁滯常數ηB,從而降低總諧波失真THD的歷史過程,分析了諸多因數對諧波測量的影響,提出了磁心性能的調控方向。 關鍵詞:比損耗系數, 磁滯常數ηB ,直流偏置特性DC-Bias,總諧波失真THD Analysis on THD of the fer rite co res u se d i n i nductancShi Yan Nanjing Finemag Technology Co. Ltd., Nanjing 210033 Abstract: Histrory of decreasing THD by improving the ratio loss coefficient and hysteresis constant of soft magnetic ferrite is briefly narrated. The effect of many factors which affect the harmonic wave testing is analysed. The way of improving the performance of ferrite cores is put forward. Key words: ratio loss coefficient,hysteresis constant,DC-Bias,THD 近年來,變壓器生產廠家和軟磁鐵氧體生產廠家,在電感器和變壓器產品的總諧波失真指標控制上,進行了深入的探討和廣泛的合作,逐步弄清了一些似是而非的問題。從工藝技術上采取了不少有效措施,促進了質量問題的迅速解決。本文將就此熱門話題作一些粗淺探討。 一、 歷史回顧 總諧波失真(Total harmonic distortion) ,簡稱THD,并不是什么新的概念,早在幾十年前的載波通信技術中就已有嚴格要求<1>。1978年郵電部公布的標準YD/Z17-78“載波用鐵氧體罐形磁心”中,規定了高μQ材料制作的無中心柱配對罐形磁心詳細的測試電路和方法。如圖一電路所示,利用LC組成的150KHz低通濾波器在高電平輸入的情況下測量磁心產生的非線性失真。這種相對比較的實用方法,專用于無中心柱配對罐形磁心的諧波衰耗測試。 這種磁心主要用于載波電報、電話設備的遙測振蕩器和線路放大器系統,其非線性失真有很嚴格的要求。 圖中 ZD —— QF867 型阻容式載頻振蕩器,輸出阻抗 150Ω, Ld47 —— 47KHz 低通濾波器,阻抗 150Ω,阻帶衰耗大于61dB, Lg88 ——并聯高低通濾波器,阻抗 150Ω,三次諧波衰耗大于61dB Ld88 ——并聯高低通濾波器,阻抗 150Ω,三次諧波衰耗大于61dB FD —— 30~50KHz 放大器, 阻抗 150Ω, 增益不小于 43 dB,三次諧波衰耗b3(0)≥91 dB, DP —— Qp373 選頻電平表,輸入高阻抗, L ——被測無心罐形磁心及線圈, C ——聚苯乙烯薄膜電容器CMO-100V-707APF±0.5%,二只。 測量時,所配用線圈應用絲包銅電磁線SQJ9×0.12(JB661-75)在直徑為16.1mm的線架上繞制 120 匝, (線架為一格) , 其空心電感值為 318μH(誤差1%) 被測磁心配對安裝好后,先調節振蕩器頻率為 36.6~40KHz, 使輸出電平值為+17.4 dB, 即選頻表在 22′端子測得的主波電平 (P2)為+17.4 dB,然后在33′端子處測得輸出的三次諧波電平(P3), 則三次諧波衰耗值為:b3(+2)= P2+S+ P3 式中:S 為放大器增益dB 從以往的資料引證, 就可以發現諧波失真的測量是一項很精細的工作,其中測量系統的高、低通濾波器,信號源和放大器本身的三次諧波衰耗控制很嚴,阻抗必須匹配,薄膜電容器的非線性也有相應要求。濾波器的電感全由不帶任何磁介質的大空心線圈繞成,以保證本身的“潔凈” ,不至于造成對磁心分選的誤判。 為了滿足多路通信整機的小型化和穩定性要求, 必須生產低損耗高穩定磁心。上世紀 70 年代初,1409 所和四機部、郵電部各廠,從工藝上改變了推板空氣窯燒結,出窯后經真空罐冷卻的落后方式,改用真空爐,并控制燒結、冷卻氣氛。技術上采用共沉淀法攻關試制出了μQ乘積 60 萬和 100 萬的低損耗高穩定材料,在此基礎上,還實現了高μ7000~10000材料的突破,從而大大縮短了與國外企業的技術差異。當時正處于通信技術由FDM(頻率劃分調制)向PCM(脈沖編碼調制) 轉換時期, 日本人明石雅夫發表了μQ乘積125 萬為 0.8×10 ,100KHz)的超優鐵氧體材料<3>,其磁滯系數降為優鐵
上傳時間: 2014-12-24
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