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  • 基于H.264編解碼的算法優化研究及FPGA的硬件實現.rar

    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。

    標簽: FPGA 264 編解碼

    上傳時間: 2013-07-18

    上傳用戶:zukfu

  • 一種基于SIFT描述子的特征匹配新算法

    為了克服傳統的局部特征匹配算法對噪聲和圖像灰度非線性變換敏感的不足,提出了基于SIFT(Scale Invariant Feature Transform)描述算子的特征匹配算法。該算法首先

    標簽: SIFT 特征匹配 新算法

    上傳時間: 2013-04-24

    上傳用戶:hphh

  • 基于FPGA組的ASIC邏輯驗證技術研究

    隨著ASIC設計規模的增長,功能驗證已成為整個開發周期的瓶頸。傳統的基于軟件模擬和硬件仿真的邏輯驗證方法已難以滿足應用的要求,基于FPGA組的原型驗證方法能有效縮短系統的開發周期,可提供更快更全面的驗證。由于FPGA芯片容量的增加跟不上ASIC設計規模的增長,單芯片已無法容納整個設計,所以常常需要對設計進行邏輯分割,將子邏輯塊映射到FPGA陣列中。 本文對邏輯驗證系統的可配置互連結構和ASIC邏輯分割算法進行了深入的研究,提出了FPGA陣列的非對稱可配置互連結構。與現有的對稱互連結構相比,該結構能提供更多的互連通道,可實現對I/O數量、電平類型和互連路徑的靈活配置。 本文對邏輯分割算法進行了較深入的研究。針對現有的兩類分割算法存在的不足,提出并實現了基于設計模塊的邏輯分割算法,該算法有三個重要特征:1)基于設計代碼;2)以模塊作為邏輯分割的最小單位;3)使用模塊資源信息指導邏輯分割過程,避免了設計分割過程的盲目性,簡化了邏輯分割過程。 本文還對并行邏輯分割方法進行了研究,提出了兩種基于不同任務分配策略的并行分割算法,并對其進行了模擬和性能分析;驗證了采用并行方案對ASIC邏輯進行分割和映射的可行性。 最后基于改進的芯片互連結構,使用原型系統驗證方法對某一大規模ASIC設計進行了邏輯分割和功能驗證。實驗結果表明,使用改進后的FPGA陣列互連結構可以更方便和快捷地實現ASIC設計的分割和驗證,不但能顯著提高芯片間互連路徑的利用率,而且能給邏輯分割乃至整個驗證過程提供更好的支持,滿足現在和將來大規模ASIC邏輯驗證的需求。

    標簽: FPGA ASIC 邏輯 驗證技術

    上傳時間: 2013-06-12

    上傳用戶:極客

  • OFDM系統中信道編碼的FPGA實現及降低峰均比的研究

    低壓電力線通信(PLC)具有網絡分布廣、無需重新布線和維護方便等優點。近年來,低壓電力線通信被看成是解決信息高速公路“最后一英里”問題的一種方案,在國內外掀起了一個新的研究熱潮。電力線信道中不僅存在多徑干擾和子信道衰落,而且還存在開關噪聲和窄帶噪聲,因此在電力線通信系統中,信道編碼是不可或缺的重要組成部分。 本文著重研究了在FPGA上實現OFDM系統中的信道編解碼方案。其中編碼端由卷積碼編碼器和交織器組成,解碼端由Viterbi譯碼器和解交織器組成,同時為了與PC機進行通信,還在FPGA上做了一個RS232串行接口模塊,以上所有的模塊均采用硬件描述語言VerilogHDL編寫。另外,峰值平均功率比(PAR)較大是OFDM系統所面臨的一個重要問題,必須要考慮如何降低大峰值功率信號出現的概率。本文重點研究了三種降低PAR的方法:即信號預畸變技術、信號非畸變技術和編碼技術。這三種方法各有優缺點,但是迄今為止還沒有一種好方法能夠徹底地解決OFDM系統中較高PAR的弊病。本論文內容安排如下:第一章介紹了課題的背景,可編程器件和OFDM技術的發展歷程。第二章詳細介紹了OFDM的原理以及實現OFDM所采用的一些技術細節。第三章詳細介紹了本課題中信道編碼的方案,包括信道編碼的基本原理,組成結構以及方案中采用的卷積碼和交織的原理及設計。第四章詳細討論了編碼方案如何在FPGA上實現,包括可編程邏輯器件FPGA/CPLD的結構特點,開發流程,以及串口通信接口、編解碼器的FPGA設計。第五章詳細介紹了如何降低OFDM系統中的峰值平均功率比。最后,在第六章總結全文,并對課題中需要進一步完善的方面進行了探討。

    標簽: OFDM FPGA 信道編碼

    上傳時間: 2013-04-24

    上傳用戶:520

  • 基于OFDM的PLC通信系統同步模塊的FPGA實現

    電力線通信技術利用分布廣泛的低壓電力線作為通信信道,實現internet高速互連,為用戶提供互聯網訪問、視頻點播等服務,形成包括電力在內的“四網合一”,目前正受到人們的關注。利用該技術,可以在居民區內建立寬帶接入網,也可以利用遍布家庭各個房間的電源插座組成家庭局域網。但是電力線是傳輸電能的,因此通過電力線傳輸數據有許多的問題需要解決。 OFDM(正交頻分復用)技術是實現電力線通信的一項熱門技術。OFDM采用添加循環前綴的技術,能有效地降低ICI(信道間干擾)和ISI(碼間干擾)。同時通過使用正交的子信道,大大提高了頻譜資源利用率。FPGA作為可編程邏輯器件,具有設計時間短、投資少、風險小的特點,而且可以反復修改,反復編程,直到完全滿足需要,具有其他方式無可比擬的方便性和靈活性,能夠加速數字系統的研發速度。本文著重研究了OFDM同步技術在FPGA上的實現。本論文主要是在項目組工作的基礎上構造雙路信號數據糾正算法流程,提出最佳采樣點與載波相位估計算法,完善中各個子模塊算法的硬件設計流程。內容安排如下:第一章介紹OFDM(正交頻分復用)技術的發展歷史、技術原理。第二章介紹了PLD的分類、工藝和結構特點,以及FPGA的開發環境、開發流程和Verilog語言的特點。第三章對OFDM系統的同步模塊進行詳細的闡述。第四章是OFDM同步算法的在FPGA上的實現,對各個子模塊進行仿真,給出了仿真波形圖和系統性能分析。最后,第五章總結了全文的工作,對OFDM技術的實現需要進一步完善的方面與后續工作進行了探討。

    標簽: OFDM FPGA PLC 通信系統

    上傳時間: 2013-04-24

    上傳用戶:hgy9473

  • OFDM系統基于子空間的盲信道估計源代碼

    本代碼實現了OFDM系統的子空間盲信道估計,實現了ber性能

    標簽: OFDM 子空間 盲信道

    上傳時間: 2013-04-24

    上傳用戶:gzming

  • 基于ARM的設施農業網絡型可編程自動控制系統

    我國是世界上設施農業面積最大的國家,設施面積占世界總面積的70-80%。目前國內設施溫室應用的主要環境參數采控系統大多為進口產品,這些產品技術含量高,采控效果好,但相對價格較高,通常適用于現代化的大型或高檔連棟溫室。少數國產品牌無論技術水平還是采控效果均不甚理想,尤其缺少能夠適用于我國常見的中小型日光溫室的低成本智能采集控制裝置。本文基于國家高技術研究發展計劃(863計劃)課題“設施農業精準生產技術系統構建與應用”,對設施溫室環境和生物信息數據采集、傳輸、備份、調控問題進行了研究。 論文分析了目前國內中小型日光溫室環境監控需求,提出并實現了一套網絡型設施農業日光溫室智能控制系統從硬件到軟件的完整方案。主要研究工作如下: (1) 開發了面向常用環境信息傳感器和生物信息傳感器的數據采集模塊,該數據采集模塊具有可定制、可擴展的特點。 (2) 開發了基于CF卡的數據備份及存儲模塊,為實現現場數據的大容量存儲和本地化自主控制提供了基礎。 (3) 構建了傳感器數據的局域傳輸網絡和以太網絡接口,滿足了節點環境參數及視頻信息寬帶傳輸與溫室集中監控的需要。 (4) 開發了面向中小型日光溫室的可擴展核心設備管理模塊,實現了在決策服務器支持下的環境參數本地自主調控。 (5) 移植了嵌入式操作系統、開發了設備驅動程序,使用戶可以靈活方便地調用板載設備進行系統的二次定制開發。 (6) 對系統軟件、硬件進行了模擬調試和現場實驗,驗證了系統在設施溫室環境采控中的各項功能。 論文結構如下:首先分析了課題的研究背景、意義、研究現狀和相應關鍵技術;然后在溫室控制的需求分析上提出了智能控制系統的方案;接著給出了智能PAC系統子/主節點的硬件設計及實現,給出了基于U-BOOT與uClinux的智能PAC系統軟件設計和驅動開發;其次設計了實驗平臺對智能PAC系統進行仿真調試和現場實驗。論文最后展望了我國設施農業溫室環境監控的發展。 現場實驗表明,該智能PAC系統解決了日光溫室環境和生物信息數據采集、傳輸、備份問題,并且具有可定制化、可編程、運行穩定可靠的特點,達到了預期的設計要求。

    標簽: ARM 設施農業 網絡 可編程

    上傳時間: 2013-04-24

    上傳用戶:qw12

  • (臺達)開關電源基本原理與設計介紹

    (臺達)開關電源基本原理與設計介紹,比較實用

    標簽: 開關電源

    上傳時間: 2013-06-15

    上傳用戶:ybysp008

  • 數字地模擬地的布局原則及布線規則.pdf

    關于數字地和模擬地的布局原則和布線原則,

    標簽: 數字地 布局 布線規則

    上傳時間: 2013-07-27

    上傳用戶:WMC_geophy

  • 基于H.264的網絡視頻監控的FPGA實現研究

    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。

    標簽: FPGA 264 網絡視頻監控 實現研究

    上傳時間: 2013-08-03

    上傳用戶:88mao

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