H.264/AVC是由國際電信聯(lián)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(lián)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(yōu)異的壓縮性能和極好的網(wǎng)絡親和性，滿足低碼率情況下的高質(zhì)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(shù)變換量化、去方塊濾波和熵編碼。本論文著重對整數(shù)變換與量化、去方塊濾波做了研究。整數(shù)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(xiàn)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(xiàn)方面主要對整數(shù)變換、量化和去方塊濾波做了研究和實現(xiàn)。視頻壓縮技術(shù)的關(guān)鍵在于視頻壓縮算法及其芯片的實現(xiàn)，F(xiàn)PGA可重復使用，設計修改靈活，片內(nèi)資源豐富，具備DSP模塊等優(yōu)勢。在本論文的目標實現(xiàn)部分模塊FPGA的硬件設計，用Verilog完成了關(guān)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(nèi)外的研究動態(tài)，并對H.264標準基本檔次所涉及的核心技術(shù)進行了詳細介紹，兩種分層結(jié)構(gòu)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(shù)變換、量化、反變換和反量化核心模塊的設計和實現(xiàn)，并在Altera的軟件和開發(fā)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(jié)構(gòu)設計。最后，對全文工作進行了總結(jié)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(guān)文獻，熟悉H.264.標準及整數(shù)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(shù)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(jié)構(gòu)設計。
上傳時間： 2013-04-24
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H.264作為新一代視頻編碼標準，相比上一代視頻編碼標準MPEG2，在相同畫質(zhì)下，平均節(jié)約64﹪的碼流。該標準僅設定了碼流的語法結(jié)構(gòu)和解碼器結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)靈活性極大，其規(guī)定了三個檔次，每個檔次支持一組特定的編碼功能，并支持一類特定的應用，因此。H.264的編碼器的設計可以根據(jù)需求的不同而不同。 H.264雖然具有優(yōu)異的壓縮性能，但是其復雜度卻比一般編碼器高的多。本文對H.264進行了編碼復雜度分析，并統(tǒng)計了整個軟件編碼中計算量的分布。H.264中采用了率失真優(yōu)化算法，提高了幀內(nèi)預測編碼的效率。在該算法下進行幀內(nèi)預測時，為了得到一個宏塊的預測模式，需要進行592次率失真代價計算。因此為了降低幀內(nèi)預測模式選擇的計算復雜度，本文改進了幀內(nèi)預測模式選擇算法。實踐證明，在PSNR值的損失可以忽略不計的情況下，該算法相比原算法，幀內(nèi)編碼時間平均節(jié)約60﹪以上，對編碼的實時性有較大幫助。 為了實現(xiàn)實時編碼，考慮到FPGA的高效運算速度和使用靈活性，本文還研究了H.264編碼器基本檔次的FPGA實現(xiàn)。首先研究了H.264編碼器硬件實現(xiàn)架構(gòu)，并對影響編碼速度，且具有硬件實現(xiàn)優(yōu)越性的幾個重要部分進行了算法研究和FPGA.實現(xiàn)。本文主要研究了H.264編碼器中整數(shù)DCT變換、量化、Zig-Zag掃描、CAVLC編碼以及反量化、逆整數(shù)DCT變換等部分。分別對這些模塊進行了綜合和時序仿真，并將驗證后通過的系統(tǒng)模塊下載到Xilinx virtex-Ⅱ Pro的FPGA中，進行了在線測試，驗證了該系統(tǒng)對輸入的殘差數(shù)據(jù)實時壓縮編碼的功能。 本文對H.264編碼器幀內(nèi)預測模式選擇算法的改進，算法實現(xiàn)簡單，對軟件編碼的實時性有很大幫助。本文對在單片F(xiàn)PGA上實現(xiàn)H.264編碼器做出了探索性嘗試，這對H.264編碼器芯片的設計有著積極的借鑒性。
上傳時間： 2013-06-13
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H.264/AVC是由ITU和ISO兩大組織聯(lián)合組成的JVT共同制定的一項新的視頻壓縮技術(shù)標準，在較低帶寬上提供高質(zhì)量的圖像傳輸是H.264/AVC的應用亮點。在同樣的視覺質(zhì)量前提下，H.264/AVC比H.263和MPEG-4節(jié)約了50％的碼率。但H.264獲得優(yōu)越性能的代價是計算復雜度的增加，據(jù)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(lǐng)域。針對這一現(xiàn)狀，業(yè)內(nèi)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(nèi)外在這方面的研究已經(jīng)很成熟。而針對幀內(nèi)/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(nèi)編碼, 幀間編碼及變換，量化技術(shù)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(nèi)模式判決算法，通過結(jié)合SAD的模式選擇方法來減少模式選擇數(shù)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(gòu)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?shù)馁|(zhì)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?qū)Σ煌愋瓦M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(shù)量的同時，結(jié)合小塊模式搜索中途停止準則來確定最優(yōu)模式。仿真表明：改進算法相對與原來算法能夠節(jié)省很多的編碼時間（平均下降了49.3％），但帶來的圖像質(zhì)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(shù)DCT變換模塊中，提出了一種快速蝶形算法，使得對4×4點數(shù)據(jù)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(xiàn)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(xiàn)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(yōu)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(nèi)/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(xiàn)實時編碼。
上傳時間： 2013-07-18
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設計了一種適合于H.264 的變字長解碼器根據(jù)碼流特點進行模塊劃分減少硬件開銷采用并行結(jié)構(gòu)解NAL 包解碼效率高采用了桶形移位器進行并行解碼每個時鐘解一個碼字采用Verilog 語言進行設計仿真并通過
上傳時間： 2013-07-15
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H.264官方中文版，H.264官方中文版，H.264官方中文版，H.264官方中文版
標簽： 264
上傳時間： 2013-05-27
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在信息化發(fā)展的當前，音視頻等多媒體作為信息的載體，在社會生活的各個領(lǐng)域，起著越來越重要的作用。數(shù)字視頻的海量性成為阻礙其應用的的瓶頸之一。在這種情況下，H．264作為新一代的視頻壓縮標準，以其高性能的壓縮效率，成為備受關(guān)注的焦點和研究問題。H．264通過運動估計/運動補償（MP/MC）消除視頻時間冗余，對差值圖像進行離散余弦變換（DCT）消除空間冗余，對量化后的系數(shù)進行可變長編碼（VLC）消除統(tǒng)計冗余，獲得了極高的壓縮效率。隨著嵌入式處理器性能的逐漸提升和3G網(wǎng)絡即將商用的推動，H．264以其優(yōu)秀的壓縮性能，無論是無線信道傳輸方面，還是存儲容量有限的嵌入式設備都具有廣闊的應用前景。 但H．264在提升壓縮性能的同時付出的代價是算法復雜度的成倍增加，實際應用中人們對視頻解碼的實時性要求嚴格，已出現(xiàn)的對應算法代碼多基于PC通用處理器實現(xiàn)，而嵌入式設備的主頻和處理能力仍然相對有限，存儲容量相對較小，總線速率相對偏低，因此必須對標準對應算法進行優(yōu)化移植，才能滿足實際應用的需求。 本文在對H．264標準及其新特性進行詳細介紹后，重點研究了在解碼端如何針對解碼耗時較多的模塊進行改進，然后將算法移植到ARM平臺，并針對平臺特點作出相應優(yōu)化，最后完成解碼圖象顯示，并給出了測試結(jié)果。本文主要完成的工作如下： 詳細分析了H．264的參考軟件JM中解碼流程，并利用測試工具分析了各模塊耗時，針對耗時較多的模塊如插值運算及去塊濾波模塊，提出了對應的改進算法并在H．264的參考軟件JM86上進行了實現(xiàn)，PC測試實驗證明了算法改進的優(yōu)越性和運算優(yōu)化的可行性。最后針對ARM平臺，在對程序結(jié)構(gòu)和對應代碼進行優(yōu)化之后，將其移植到WINCE系統(tǒng)之下，同時給出了WINCE平臺解碼后圖象加速顯示方法，并對最終測試結(jié)果與性能做出了評價。
上傳時間： 2013-06-04
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隨著汽車技術(shù)的不斷發(fā)展，越來越多的的人擁有了自己的汽車，基于汽車安全的汽車輔助系統(tǒng)也日益受到了人們的重視。汽車輔助安全系統(tǒng)可以對汽車駕駛過程中出現(xiàn)的緊急情況進行報警和控制。可以預見，基于汽車安全的輔助駕駛系統(tǒng)有著良好的發(fā)展前景和廣闊的應用空間。 本文通過將圖像檢測技術(shù)和激光測距技術(shù)相結(jié)合，應用ARM+DSP的雙核架構(gòu)，設計出一款高性能的汽車主動安全系統(tǒng)。系統(tǒng)通過圖像識別技術(shù)對行車路況進行監(jiān)控，并通過激光測距技術(shù)對前方車距進行檢測。當自車與前方的車距小于系統(tǒng)計算出來的安全車距，并有可能發(fā)生碰撞時，系統(tǒng)將予以報警，提醒駕駛員注意減速或制動，從而達到有效預防追尾碰撞事故發(fā)生的目的。本文的主要內(nèi)容包括以下幾個方面： 1)完成系統(tǒng)的整體硬件設計工作。針對汽車安全系統(tǒng)對準確性和實時性的要求，系統(tǒng)設計采用S3C2410作為系統(tǒng)的主控制器、TMS320DM6437作為系統(tǒng)的協(xié)處理器。雙核架構(gòu)的應用將大幅度提升系統(tǒng)在圖像檢測方面的運算能力。 2)為提高系統(tǒng)與各子模塊的通信效率，系統(tǒng)采用CAN總線作為主控制器與其他子模塊的主要通信總線。并開發(fā)出相應的驅(qū)動軟件。 3)系統(tǒng)采用嵌入式Linux操作系統(tǒng)，應用Linux強大的事務管理能力，來提高系統(tǒng)的處理能力和響應速度。 4)通過對汽車碰撞過程的分析，研究開發(fā)出一套汽車防撞決策算法，對駕駛員預警和對車輛進行輔助制動，保障駕駛?cè)藛T的安全。 最后，論文在總結(jié)全文工作的基礎上，指出了系統(tǒng)的不足之處和進一步研究的工作方向。 總之，在汽車安全技術(shù)在國內(nèi)剛剛起步的今天，對該系統(tǒng)的研究對于中國自主的汽車主動安全系統(tǒng)無論是在理論研究還是實際應用上都具有一定的價值。
標簽： ARM 汽車防撞系統(tǒng)
上傳時間： 2013-07-08
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目前嵌入式系統(tǒng)在工業(yè)控制和智能家電方面運用地越來越廣泛，嵌入式系統(tǒng)應用于安防報警產(chǎn)品，使安防報警產(chǎn)品越來越智能化。未來產(chǎn)品技術(shù)將朝著數(shù)字化、無線化、集成化方向發(fā)展，因此本文設計了一個基于嵌入式系統(tǒng)的安防報警器。 嵌入式防盜報警系統(tǒng)，由可編程主機、遙控器、各種防盜、防搶探測器組成，可通過局域網(wǎng)與小區(qū)的監(jiān)控中心連接，組成一套有線安全防范網(wǎng)絡。一旦發(fā)生情況，能把報警信息通過通訊網(wǎng)絡瞬間遠程傳輸?shù)接脩粼O定的電話、手機、傳呼機。同時向監(jiān)控中心報告，監(jiān)控中心電腦確定發(fā)生警情的地址，及時調(diào)動人員作出快速處理。 本文設計以32位ARM920T處理器s3C2410A為主控芯片，操作系統(tǒng)采用嵌入式LINUX操作系統(tǒng)。本文詳細闡述一下幾點： （1）研究了GSM MODEM的數(shù)據(jù)傳輸?shù)奶攸c和工作原理，熟悉控制短信貓的AT指令；分析了煙霧、防盜、煤氣等傳感器的性能指標和門限數(shù)據(jù)。為下面的系統(tǒng)的設計與研究提供了必要的理論基礎。 （2）建立硬件開發(fā)平臺，對ARM處理器平臺的集成功能進行了研究。其中重點研究了ARMS3C2410處理器，對其性能進行了分析；對處理器的內(nèi)存設計進行的分析；對所應用的串口電路進行了詳細的研究。 （3）采用了嵌入式Linux系統(tǒng)作為操作系統(tǒng)，對Linux系統(tǒng)的內(nèi)核和文件系統(tǒng)作了進一步的研究。詳細研究了Linux系統(tǒng)的bootloader的功能以及它的編譯與燒寫；Linux內(nèi)核的剪切、編譯和燒寫；Linux文件系統(tǒng)的編譯與燒寫；加載Linux各種服務，比如NFS協(xié)議服務。為系統(tǒng)開發(fā)搭建了軟件平臺。 （4）ARM處理器與GSM MODEM通過串口進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)能浖O計；ARM處理器與監(jiān)控中心的網(wǎng)絡傳輸?shù)能浖O計。本系統(tǒng)實現(xiàn)了Linux系統(tǒng)串口和網(wǎng)口進行數(shù)據(jù)的傳輸，并對系統(tǒng)性能進行了測試，測試表明平臺達到設計要求，性能穩(wěn)定。
標簽： ARM 嵌入式 安防系統(tǒng)
上傳時間： 2013-04-24
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基于PC、圖像采集卡和存儲設備的傳統(tǒng)數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)，體積龐大、功耗高、價格昂貴，只局限于特定范圍的應用。而嵌入式網(wǎng)絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)以其價格低、便攜式等特點在安防、智能家居等場所得到了越來越廣泛的應用。 本文基于S3C2440＼Windows CE5.0平臺設計了一款具有網(wǎng)絡傳輸查看功能的嵌入式網(wǎng)絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)。重點研究了OV9650 CMOS攝像頭芯片流接口驅(qū)動的實現(xiàn)過程和開發(fā)方法，設計了基于TCP/IP網(wǎng)絡傳輸協(xié)議的網(wǎng)絡視頻通信系統(tǒng)。并應用H.263壓縮編解碼算法對采集到的視頻數(shù)據(jù)進行壓縮，提高了視頻傳輸效率。同時，針對H.263視頻解碼算法設計了一款簡易視頻回放軟件，對H.263視頻進行回放。為進一步滿足小型化、便攜式、低成本需求，開發(fā)定制了一款基于S3C2440＼Windows CE5.0平臺的手持式接收終端。 本系統(tǒng)整合了圖像采集、網(wǎng)絡通信、H.263編解碼、視頻回放等多項技術(shù)，實現(xiàn)了嵌入式技術(shù)、以太網(wǎng)絡、視頻監(jiān)控三大前沿領(lǐng)域的有機結(jié)合。由于采用了ARM9單芯片控制方案，系統(tǒng)具有集成度高、可靠性高、功耗低、成本低、體積小、穩(wěn)定性好等特點，可應用在遠程監(jiān)控、工業(yè)控制、視頻會議、智能家居等諸多領(lǐng)域。該系統(tǒng)架構(gòu)也為視頻監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展提供了一種新思路。關(guān)鍵詞：ARM；WinCE；S3C2440；嵌入式；網(wǎng)絡視頻監(jiān)控
標簽： ARM 嵌入式 網(wǎng)絡視頻監(jiān)控 系統(tǒng)設計
上傳時間： 2013-04-24
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信息化社會的到來以及IP技術(shù)的興起，正深刻的改變著電信網(wǎng)絡的面貌以及未來技術(shù)發(fā)展的走向。無線通信技術(shù)的發(fā)展為實現(xiàn)數(shù)字化社區(qū)提供了有力的保證。而視頻通信則成為多媒體業(yè)務的核心。如何在環(huán)境惡劣的無線環(huán)境中，實時傳輸高質(zhì)量的視頻面臨著巨大的挑戰(zhàn)，因此這也成為人們的研究熱點。 對于無線移動信道來說，網(wǎng)絡的可用帶寬是有限的。由于多徑、衰落、時延擴展、噪聲影響和信道干擾等原因，無線移動通信不僅具有帶寬波動的特點，而且信道誤碼率高，經(jīng)常會出現(xiàn)連續(xù)的、突發(fā)性的傳輸錯誤。無線信道可用帶寬與傳輸速率的時變特性，使得傳輸?shù)目煽啃源鬄榻档汀?視頻播放具有嚴格的實時性要求，這就要求網(wǎng)絡為視頻的傳輸提供足夠的帶寬.有保障的延時和誤碼率。為了獲得可接受的重建視頻質(zhì)量，視頻傳輸至少需要28Kbps左右的帶寬。而且視頻傳輸對時延非常敏感。然而無線移動網(wǎng)絡卻無法提供可靠的服務質(zhì)量。 基于無線視頻通信面臨的挑戰(zhàn)，本文在對新一代視頻編碼國際標準H.264/AVC研究的基礎上，主要在提高其編碼效率和H.264的無線傳輸抗誤碼性能，以及如何在嵌入式環(huán)境下實現(xiàn)H.264解碼器進行了研究。 結(jié)合低碼率和幀內(nèi)刷新，提出一種針對感興趣區(qū)的可變幀內(nèi)刷新方法。實驗表明該方法可以使用較少的碼率對感興趣區(qū)域進行更好的錯誤控制，以提高區(qū)域圖像質(zhì)量，同時能根據(jù)感興趣區(qū)及信道的狀況自動調(diào)整宏塊刷新數(shù)量，充分利用有限的碼率。 為了有效的平衡編碼效率和抗誤碼能力的之間的矛盾，筆者提出了一種自適應FMO(Flexible Macroblock Order)編碼方法，可根據(jù)圖像的復雜度自適應地選擇編碼所需的FMO模式。仿真結(jié)果表明這種FMO編碼方式完全可行，且在運動復雜度頻繁變化時效果更加明顯，完全可應用在環(huán)境惡劣的無線信道中。 在對嵌入式PXA270硬件結(jié)構(gòu)和X264研究的基礎上，基本實現(xiàn)了基于H.264的嵌入式解碼，在PXA270基礎上進行環(huán)境的配置，定制WirtCE操作系統(tǒng)，并編譯、產(chǎn)生開發(fā)所用的SDK和下載內(nèi)核到目標機。利用開發(fā)工具EVC實現(xiàn)在PC機上的實時開發(fā)和在線仿真調(diào)試，最終實現(xiàn)了對無差錯H.264碼流實時解碼。
上傳時間： 2013-06-18
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