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(xiàng)新的視頻壓縮技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，在較低帶寬上提供高質(zhì)量的圖像傳輸是H.264/AVC的應(yīng)用亮點(diǎn)。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(jià)是計(jì)算復(fù)雜度的增加，據(jù)估計(jì)其編碼的計(jì)算復(fù)雜度大約為H.263的3倍，因此很難應(yīng)用于實(shí)時(shí)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(jì)算復(fù)雜度和提高運(yùn)行效率。比如在運(yùn)動(dòng)估計(jì)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(yù)測編碼的研究卻較少。因此研究預(yù)測模式的快速算法具有理論意義和應(yīng)用價(jià)值。 本文在詳細(xì)研究H.264標(biāo)準(zhǔn)視頻壓縮編碼特點(diǎn)基礎(chǔ)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(diǎn)，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(jì)算當(dāng)前塊的邊緣信息，累加當(dāng)前塊中屬于同一方向像素點(diǎn)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(yù)測模式。該算法有效降低了編碼器的運(yùn)算復(fù)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(yù)測模式選擇算法方面進(jìn)行了改進(jìn)研究：按順序?qū)Σ煌愋瓦M(jìn)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(shí)，結(jié)合小塊模式搜索中途停止準(zhǔn)則來確定最優(yōu)模式。仿真表明：改進(jìn)算法相對與原來算法能夠節(jié)省很多的編碼時(shí)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(shí)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(diǎn)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(yùn)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(yùn)算復(fù)雜度。 最后介紹FPGA的特點(diǎn)及設(shè)計(jì)流程，并實(shí)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(shí)現(xiàn)的H.264編碼視頻處理模塊設(shè)計(jì)具備了成本低，周期短，設(shè)計(jì)方法靈活等優(yōu)點(diǎn)，具有廣闊的市場應(yīng)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(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)編碼。
上傳時(shí)間： 2013-07-18
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在信息化發(fā)展的當(dāng)前，音視頻等多媒體作為信息的載體，在社會(huì)生活的各個(gè)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(yīng)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(biāo)準(zhǔn)，以其高性能的壓縮效率，成為備受關(guān)注的焦點(diǎn)和研究問題。H．264通過運(yùn)動(dòng)估計(jì)/運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償（MP/MC）消除視頻時(shí)間冗余，對差值圖像進(jìn)行離散余弦變換（DCT）消除空間冗余，對量化后的系數(shù)進(jìn)行可變長編碼（VLC）消除統(tǒng)計(jì)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(luò)即將商用的推動(dòng)，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(shè)備都具有廣闊的應(yīng)用前景。 但H．264在提升壓縮性能的同時(shí)付出的代價(jià)是算法復(fù)雜度的成倍增加，實(shí)際應(yīng)用中人們對視頻解碼的實(shí)時(shí)性要求嚴(yán)格，已出現(xiàn)的對應(yīng)算法代碼多基于PC通用處理器實(shí)現(xiàn)，而嵌入式設(shè)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(biāo)準(zhǔn)對應(yīng)算法進(jìn)行優(yōu)化移植，才能滿足實(shí)際應(yīng)用的需求。 本文在對H．264標(biāo)準(zhǔn)及其新特性進(jìn)行詳細(xì)介紹后，重點(diǎn)研究了在解碼端如何針對解碼耗時(shí)較多的模塊進(jìn)行改進(jìn)，然后將算法移植到ARM平臺，并針對平臺特點(diǎn)作出相應(yīng)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(xì)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(shí)，針對耗時(shí)較多的模塊如插值運(yùn)算及去塊濾波模塊，提出了對應(yīng)的改進(jìn)算法并在H．264的參考軟件JM86上進(jìn)行了實(shí)現(xiàn)，PC測試實(shí)驗(yàn)證明了算法改進(jìn)的優(yōu)越性和運(yùn)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(yīng)代碼進(jìn)行優(yōu)化之后，將其移植到WINCE系統(tǒng)之下，同時(shí)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(jià)。
標(biāo)簽： 264 ARM 解碼 算法優(yōu)化
上傳時(shí)間： 2013-06-04
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目前，許多高校在機(jī)房管理上使用了IC 卡，其中少數(shù)機(jī)房是使用接觸式IC卡，眾所周知，接觸式IC 卡在可靠性、易用性、安全性、高抗干擾性和工作距離方面不及非接觸式IC 卡，因此很多接觸式IC 卡基本已被非接觸式IC 卡取代。 經(jīng)過調(diào)研發(fā)現(xiàn)，使用IC 卡的機(jī)房管理系統(tǒng)的基本工作方式是每個(gè)機(jī)房中配置了1個(gè)IC 卡讀寫終端和1 臺監(jiān)控機(jī)。IC 卡讀卡終端只是一個(gè)普通的讀卡器，只負(fù)責(zé)讀取卡內(nèi)信息，并通過串口等通信方式將IC 卡信息傳輸給監(jiān)控機(jī)，讀卡終端本身沒有信息存儲功能，實(shí)際的計(jì)費(fèi)管理完全是通過監(jiān)控計(jì)算機(jī)控制，監(jiān)控計(jì)算機(jī)向中心服務(wù)器端定時(shí)或?qū)崟r(shí)傳輸刷卡信息。由于整個(gè)系統(tǒng)要占用一臺微機(jī)，而且中間的信息傳遞、計(jì)費(fèi)環(huán)節(jié)都要由它來完成，不僅浪費(fèi)資源，而且也增加了安全隱患。在這種工作模式下，會(huì)出現(xiàn)一些問題和漏洞： 1) 可靠性不高由于讀卡設(shè)備與監(jiān)控計(jì)算機(jī)之間的信息傳輸只是暫時(shí)保存在監(jiān)控計(jì)算機(jī)中，如果監(jiān)控計(jì)算機(jī)遭到病毒襲擊或者出現(xiàn)硬件故障，將出現(xiàn)無法挽回的后果。而且由于學(xué)生信息都保存在監(jiān)控計(jì)算機(jī)中，因此存在著人為偽造、篡改和徇私舞弊行為的極大可能。 2) IC卡的特點(diǎn)未完全體現(xiàn)IC卡除了能標(biāo)識身份外，還有電子錢包功能，能對其進(jìn)行充值和扣款，但是上述方法基本上IC卡只用做標(biāo)識身份，實(shí)際的每次扣款，都是由監(jiān)控計(jì)算機(jī)和中心服務(wù)器來完成，基本與讀卡設(shè)備無關(guān)。 3) 不方便學(xué)生上機(jī)和收費(fèi)管理學(xué)生每次上機(jī)刷卡，都要由監(jiān)控計(jì)算機(jī)連接中心服務(wù)器端，由中心服務(wù)器端讀出學(xué)生信息，進(jìn)行核對，而且對學(xué)生的扣款需要額外的計(jì)算機(jī)軟件來進(jìn)行計(jì)時(shí)和計(jì)費(fèi)處理，顯得比較繁瑣。 鑒于以上問題，為提高機(jī)房管理效率，降低工作強(qiáng)度，并及時(shí)處理機(jī)房發(fā)生的故障，采用機(jī)房計(jì)費(fèi)管理系統(tǒng)勢在必行。如果能在讀卡終端設(shè)備中完成計(jì)費(fèi)的大部分功能，并且增加存儲功能，這樣就可以減少監(jiān)控計(jì)算機(jī)的負(fù)擔(dān)，甚至讀卡終端設(shè)備可以直接與中心服務(wù)器通信，不僅能增加系統(tǒng)的可靠性和安全性而且還充分利用了IC 卡的功能，還降低了財(cái)務(wù)統(tǒng)計(jì)和計(jì)算帶來的麻煩。 目前已經(jīng)應(yīng)用于機(jī)房管理的解決方案主要有3種方式，即:軟硬件結(jié)合控制方式、帳號方式和門禁方式。鑒于設(shè)計(jì)要求，并且考慮到安全、可靠、簡單等因素，如果在軟硬件結(jié)合控制方式中，把更多的任務(wù)交由讀卡終端，比如由讀卡終端來存儲數(shù)據(jù)、計(jì)費(fèi)管理，同時(shí)如果讀卡終端能實(shí)現(xiàn)TCP/IP 通信，那么監(jiān)控計(jì)算機(jī)的任務(wù)就大大降低，甚至可以由讀卡終端直接與中心服務(wù)器通信。就減少了一些不必要的麻煩和安全風(fēng)險(xiǎn)。本論文的設(shè)計(jì)就是基于這一點(diǎn)來進(jìn)行的。 本系統(tǒng)要求數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定可靠，實(shí)時(shí)性要好，另外考慮到性價(jià)比等因素，綜合考慮選擇將μC/OS-II 操作系統(tǒng)移植到ARM7 上作為開發(fā)平臺。在此平臺基礎(chǔ)上，考慮到TCP/IP協(xié)議棧的實(shí)現(xiàn)與要采用的硬件的性能以及實(shí)現(xiàn)的成本有關(guān)。從解決這一技術(shù)問題出發(fā)，結(jié)合本論文研究的應(yīng)用對象，決定使用嵌入式操作系統(tǒng)，此種方案可以描述為嵌入式TCP/IP協(xié)議棧＋嵌入式操作系統(tǒng)＋微控制器。 本文介紹了一種基于ARM7的IC 卡機(jī)房管理終端的設(shè)計(jì)方案。該系統(tǒng)在ARM7的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了μC/OS-Ⅱ操作系統(tǒng)的移植和TCP/IP協(xié)議棧的嵌入，能夠正確讀寫IC 卡信息，增加了SD 卡存儲功能，完成計(jì)費(fèi)操作，實(shí)現(xiàn)液晶顯示功能，能夠通過以太網(wǎng)或串口直接與服務(wù)器通信。 本文詳細(xì)介紹了整個(gè)機(jī)房管理系統(tǒng)終端的硬軟件設(shè)計(jì)，給出了嵌入式操作系統(tǒng)μC/OS-Ⅱ在ARM7 處理器上的詳細(xì)移植過程，介紹了一種TCP/IP協(xié)議棧和基于套接字的編程方法，同時(shí)也提供了一種多卡操作的防沖突機(jī)制。 同目前大多數(shù)機(jī)房管理系統(tǒng)相比，該系統(tǒng)有如下特點(diǎn)： 1) 由于使用了嵌入式操作系統(tǒng)μC/OS-Ⅱ，提高了系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性和反應(yīng)時(shí)間，任務(wù)管理和調(diào)度更加方便有效。 2) 由讀卡終端來進(jìn)行計(jì)費(fèi)操作，降低了服務(wù)器端的工作壓力，同時(shí)降低了安全風(fēng)險(xiǎn)。 3) 增加了數(shù)據(jù)存儲功能，提高了系統(tǒng)的可靠性，有利于數(shù)據(jù)的查詢和故障的恢復(fù)。 4) 增加了對無效卡、注銷卡和欠費(fèi)卡的判斷與處理，對惡意操作或者有意或者無意的逃費(fèi)操作采取了積極有效的措施。 5) 以太網(wǎng)通信克服了以往串口通信的傳輸距離短、傳輸速率慢等缺點(diǎn)，使得通信更加方便、高效，并且可以進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳輸和控制。
標(biāo)簽： ARM IC卡 機(jī)房管理 終端設(shè)計(jì)
上傳時(shí)間： 2013-07-09
上傳用戶：淺言微笑
目前嵌入式系統(tǒng)在工業(yè)控制和智能家電方面運(yùn)用地越來越廣泛，嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用于安防報(bào)警產(chǎn)品，使安防報(bào)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(shè)計(jì)了一個(gè)基于嵌入式系統(tǒng)的安防報(bào)警器。 嵌入式防盜報(bào)警系統(tǒng)，由可編程主機(jī)、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(luò)。一旦發(fā)生情況，能把報(bào)警信息通過通訊網(wǎng)絡(luò)瞬間遠(yuǎn)程傳輸?shù)接脩粼O(shè)定的電話、手機(jī)、傳呼機(jī)。同時(shí)向監(jiān)控中心報(bào)告，監(jiān)控中心電腦確定發(fā)生警情的地址，及時(shí)調(diào)動(dòng)人員作出快速處理。 本文設(shè)計(jì)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(xì)闡述一下幾點(diǎn)： （1）研究了GSM MODEM的數(shù)據(jù)傳輸?shù)奶攸c(diǎn)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(biāo)和門限數(shù)據(jù)。為下面的系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究提供了必要的理論基礎(chǔ)。 （2）建立硬件開發(fā)平臺，對ARM處理器平臺的集成功能進(jìn)行了研究。其中重點(diǎn)研究了ARMS3C2410處理器，對其性能進(jìn)行了分析；對處理器的內(nèi)存設(shè)計(jì)進(jìn)行的分析；對所應(yīng)用的串口電路進(jìn)行了詳細(xì)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(jìn)一步的研究。詳細(xì)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(wù)，比如NFS協(xié)議服務(wù)。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(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)能浖O(shè)計(jì)；ARM處理器與監(jiān)控中心的網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)能浖O(shè)計(jì)。本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了Linux系統(tǒng)串口和網(wǎng)口進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸，并對系統(tǒng)性能進(jìn)行了測試，測試表明平臺達(dá)到設(shè)計(jì)要求，性能穩(wěn)定。
標(biāo)簽： ARM 嵌入式 安防系統(tǒng)
上傳時(shí)間： 2013-04-24
上傳用戶：cy1109
隨著數(shù)字電視日益深入人心，高清概念越來越為人所熟知。帶有高清視頻功能的產(chǎn)品已經(jīng)逐步走向人們的工作和生活，高清視頻處理已經(jīng)從理論研究走向系統(tǒng)實(shí)際應(yīng)用。毫無疑問，無論是從觀眾的視覺還是從產(chǎn)業(yè)的角度來看，高清視頻已經(jīng)成為數(shù)字視頻技術(shù)發(fā)展的必然趨勢。本文研究了整個(gè)編解碼系統(tǒng)中ARM控制模塊的軟件設(shè)計(jì)，最終完成以PC機(jī)為終端控制平臺，經(jīng)ARM控制模塊將命令發(fā)送給核心編解碼芯片MB86H51，使其完成相應(yīng)的操作。、本文主要的工作有如下幾個(gè)方面： 1、根據(jù)ARM各型號芯片的特點(diǎn)，結(jié)合本系統(tǒng)的實(shí)際需求，最終選定Atmel公司的AT91SAM9261作為ARM控制板的核心處理芯片，并深入了解該芯片的工作原理和內(nèi)部結(jié)構(gòu)。 2、根據(jù)本系統(tǒng)中所選用的DataFlash型號及外圍電路連接情況等諸多因素，并結(jié)合Atmel公司所提供的AT91SAM9261一級BootLoader參考代碼，編寫調(diào)試符合本系統(tǒng)啟動(dòng)運(yùn)行的一級BootLoader引導(dǎo)程序，也稱為Bootstrap引導(dǎo)程序，最終成功實(shí)現(xiàn)引導(dǎo)U-Boot程序。 3、深入分析了U-Boot和Linux的體系結(jié)構(gòu)和編譯過程，結(jié)合AT91SAM9261芯片的特點(diǎn)和實(shí)際外圍電路的連接情況，修改U-Boot和Linux中主要的編譯參數(shù)，并進(jìn)行重新編譯，最終成功移植到系統(tǒng)板中。 4、在ITU-T提供的H.264標(biāo)準(zhǔn)的參考解碼程序JM8.6的基礎(chǔ)上，詳細(xì)研究了H.264視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)以及具體的解碼器結(jié)構(gòu)和解碼流程，并結(jié)合DirectX技術(shù)，開發(fā)了一款基于PC機(jī)的H.264解碼播放器，用于驗(yàn)證存儲在PC機(jī)上的H.264壓縮碼流的正確性。
上傳時(shí)間： 2013-04-24
上傳用戶：acon
傳統(tǒng)的家電采用各自獨(dú)立的工作模式，不同家電之間無法通信，這樣就不能有效地安排各種家電協(xié)同工作，容易造成浪費(fèi)。同時(shí)它們無法自動(dòng)獲取外界的信息，人們無法對其進(jìn)行遠(yuǎn)程操作，難以滿足現(xiàn)代生活的需求。所以開發(fā)智能化的家電及其控制系統(tǒng)己成為當(dāng)前的研究熱點(diǎn)。 傳統(tǒng)的電話只能進(jìn)行語音通信，它存在利用率低、功能有限和安全性不好等缺點(diǎn)。近年來，以ARM為代表的高性能專用微處理器的出現(xiàn)，以及Linux、Windows CE等操作系統(tǒng)的完善，使嵌入式技術(shù)迅速發(fā)展，這為智能IP電話的研發(fā)提供了軟硬件基礎(chǔ)。 現(xiàn)階段家庭網(wǎng)關(guān)接入互聯(lián)網(wǎng)的方式主要為有線接入，因?yàn)檫@種方式網(wǎng)絡(luò)性能比無線隱定，延時(shí)性相對要小，用它來遠(yuǎn)程控制智能家電比無線網(wǎng)要安全可靠。要實(shí)現(xiàn)智能家電的網(wǎng)絡(luò)化，如果采用PC機(jī)進(jìn)行直接進(jìn)行控制，或者讓每臺家電接入網(wǎng)絡(luò)，這樣成本很高，不利于一般家庭的普及。 為此，筆者采用基于.ARM9芯片、Windows CE 4.2嵌入式操作系統(tǒng)的IP電話作為家電的控制中心，智能家電采用ARM9芯片和linux2.4操作系統(tǒng)。各個(gè)智能家電與IP電話采用串口進(jìn)行通信，IP電話采用網(wǎng)口與因特網(wǎng)通信。這樣可以大量的降低成本，而且通信方式比PLC和藍(lán)牙通訊技術(shù)更安全可靠。 本文以IP電話與智能家電互聯(lián)為切入點(diǎn)，結(jié)合ARM、嵌入式Linux和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，設(shè)計(jì)出一種較為完善的IP電話與智能家電的控制系統(tǒng)。采用這種方式，使智能家電集電腦、電信和消費(fèi)類電子產(chǎn)品的特征于一體，讓家電具有信息的獲取、加工、傳遞等功能，提供全方位的信息交換，幫助家電與外部保持信息交流暢通，這樣可以優(yōu)化人們的生活方式，節(jié)約能源費(fèi)用資金。 筆者完成了系統(tǒng)硬件和軟件設(shè)計(jì)，并進(jìn)行了調(diào)試，驗(yàn)證了所設(shè)計(jì)系統(tǒng)的有效性和實(shí)用性。并力爭將其拓展成為完善的智能家電控制系統(tǒng)。
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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視頻監(jiān)控以其直觀方便、準(zhǔn)確、信息內(nèi)容豐富而廣泛應(yīng)用于許多場合，已經(jīng)滲透到交通、城市治安、國防等多種領(lǐng)域，甚至家庭安防，在人們的日常生活中扮演著越來越重要的作用。 由于傳統(tǒng)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)存在著結(jié)構(gòu)復(fù)雜、穩(wěn)定性可靠性不高、價(jià)格昂貴而且傳輸距離明顯受限的缺點(diǎn)。近年來，隨著計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)、電子與通信、圖像處理等技術(shù)的飛速發(fā)展，嵌入式網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控技術(shù)應(yīng)用而生。 本文針對視頻監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)際需求，結(jié)合嵌入式技術(shù)、圖像處理技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一種實(shí)時(shí)性好、可靠性高、成本低的嵌入式網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)以ARM9微處理器作為硬件平臺，以具有開發(fā)資源豐富、免費(fèi)等優(yōu)勢的Linux操作系統(tǒng)作為軟件開發(fā)平臺。該系統(tǒng)采用以太網(wǎng)作為網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)，并使用TCP/IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。視頻數(shù)據(jù)的傳輸協(xié)議選擇了支持組播技術(shù)的RTP/RTCP傳輸協(xié)議，客戶端在Linux下實(shí)現(xiàn)了基于SDL庫視頻顯示。 論文首先描述了嵌入式系統(tǒng)與視頻監(jiān)控技術(shù)的發(fā)展及相關(guān)技術(shù)，分析了國內(nèi)外視頻監(jiān)控系統(tǒng)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，對視頻監(jiān)控系統(tǒng)研究的背景和意義進(jìn)行了闡述，并討論了幾種常見的視頻監(jiān)控解決方案，對幾種目前流行的視頻壓縮算法進(jìn)行了對比；然后，提出了嵌入式視頻監(jiān)控系統(tǒng)的軟、硬件總體架構(gòu)，并逐步對硬件平臺和軟件模塊設(shè)計(jì)進(jìn)行了選擇和細(xì)化。其中，硬件平臺根據(jù)視頻數(shù)據(jù)采集以及處理需要選擇了攝像頭和存儲器；軟件設(shè)計(jì)中，首先完成了嵌入式系統(tǒng)的交叉開發(fā)環(huán)境搭建，針對ARM-Linux特性，完成了在開發(fā)板上操作系統(tǒng)和文件系統(tǒng)等移植，最后完成了Linux下V4L視頻采集、JPEG圖像壓縮、RTP/RTCP網(wǎng)絡(luò)傳輸、SDL庫視頻顯示以及avi格式視頻文件保存等。 此外，對系統(tǒng)構(gòu)建過程中所用到的某些關(guān)鍵技木進(jìn)行了較為詳盡的探討和研究，這對于從事相關(guān)科研工作的同仁們具有一定的參考價(jià)值。
標(biāo)簽： ARM 嵌入式 網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控 系統(tǒng)設(shè)計(jì)
上傳時(shí)間： 2013-04-24
上傳用戶：emouse
隨著信息產(chǎn)業(yè)和集成電路技術(shù)的進(jìn)步，嵌入式應(yīng)用領(lǐng)域得到了蓬勃和快速的發(fā)展。嵌入式應(yīng)用開發(fā)的重要特點(diǎn)是滿足應(yīng)用門類的多樣化需求，嵌入式應(yīng)用的多樣化主要體現(xiàn)在目標(biāo)機(jī)硬件平臺的多樣化，而硬件平臺的多樣化則對嵌入式系統(tǒng)平臺的底層構(gòu)建提出了嚴(yán)格要求，因此不同硬件平臺底層構(gòu)建研究是嵌入式開發(fā)中的一個(gè)重要問題。 嵌入式軟硬件平臺的底層構(gòu)建主要涉及以下幾個(gè)部分： 1、嵌入式開發(fā)環(huán)境構(gòu)建，涉及交叉編譯環(huán)境、交叉調(diào)試環(huán)境等； 2、嵌入式硬件平臺構(gòu)建，涉及硬件平臺選型、地址分配等； 3、U．Boot移植，涉及U-Boot啟動(dòng)分析、移植分析等； 4、嵌入式操作系統(tǒng)移植，涉及uClinux內(nèi)核結(jié)構(gòu)、移植分析等； 5、驅(qū)動(dòng)程序的開發(fā)，涉及硬件分析、Linux下驅(qū)動(dòng)分析等； 與此同時(shí)，安全防范系統(tǒng)作為現(xiàn)代化的安全警衛(wèi)手段，近年來正越來越多地進(jìn)入各個(gè)行業(yè)的各種應(yīng)用領(lǐng)域，智能家居已經(jīng)成為高科技發(fā)展必然的趨勢。另外，運(yùn)營商寬帶網(wǎng)絡(luò)缺乏新的利潤增長點(diǎn)，在已有的寬帶網(wǎng)絡(luò)上開發(fā)新的業(yè)務(wù)迫在眉睫。基于ARM的家庭安防網(wǎng)關(guān)與局端設(shè)備相結(jié)合，配備無線報(bào)警信號自學(xué)習(xí)型編解碼收發(fā)模塊，完全解決了上述兩個(gè)問題。 本文以多媒體綜合報(bào)警系統(tǒng)項(xiàng)目中的終端產(chǎn)品XXX型家庭安防網(wǎng)關(guān)為依托，以開發(fā)流程為主線，就ARM+uClinux嵌入式平臺給出了以上五個(gè)嵌入式開發(fā)過程中底層平臺構(gòu)建的關(guān)鍵技術(shù)解決方案。正文中將依次介紹項(xiàng)目概述、目標(biāo)硬件平臺分析、交叉開發(fā)環(huán)境構(gòu)建以及U-Boot的移植、uClinux的移植和具體驅(qū)動(dòng)程序的開發(fā)。
標(biāo)簽： ARM 家庭安防 網(wǎng)關(guān) 底層
上傳時(shí)間： 2013-05-25
上傳用戶：李彥東
H.264作為新一代視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)，相比上一代視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)MPEG2，在相同畫質(zhì)下，平均節(jié)約64﹪的碼流。該標(biāo)準(zhǔn)僅設(shè)定了碼流的語法結(jié)構(gòu)和解碼器結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)靈活性極大，其規(guī)定了三個(gè)檔次，每個(gè)檔次支持一組特定的編碼功能，并支持一類特定的應(yīng)用，因此。H.264的編碼器的設(shè)計(jì)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(fù)雜度卻比一般編碼器高的多。本文對H.264進(jìn)行了編碼復(fù)雜度分析，并統(tǒng)計(jì)了整個(gè)軟件編碼中計(jì)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(yù)測編碼的效率。在該算法下進(jìn)行幀內(nèi)預(yù)測時(shí)，為了得到一個(gè)宏塊的預(yù)測模式，需要進(jìn)行592次率失真代價(jià)計(jì)算。因此為了降低幀內(nèi)預(yù)測模式選擇的計(jì)算復(fù)雜度，本文改進(jìn)了幀內(nèi)預(yù)測模式選擇算法。實(shí)踐證明，在PSNR值的損失可以忽略不計(jì)的情況下，該算法相比原算法，幀內(nèi)編碼時(shí)間平均節(jié)約60﹪以上，對編碼的實(shí)時(shí)性有較大幫助。 為了實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)編碼，考慮到FPGA的高效運(yùn)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(shí)現(xiàn)。首先研究了H.264編碼器硬件實(shí)現(xiàn)架構(gòu)，并對影響編碼速度，且具有硬件實(shí)現(xiàn)優(yōu)越性的幾個(gè)重要部分進(jìn)行了算法研究和FPGA.實(shí)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(jìn)行了綜合和時(shí)序仿真，并將驗(yàn)證后通過的系統(tǒng)模塊下載到Xilinx virtex-Ⅱ Pro的FPGA中，進(jìn)行了在線測試，驗(yàn)證了該系統(tǒng)對輸入的殘差數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)壓縮編碼的功能。 本文對H.264編碼器幀內(nèi)預(yù)測模式選擇算法的改進(jìn)，算法實(shí)現(xiàn)簡單，對軟件編碼的實(shí)時(shí)性有很大幫助。本文對在單片F(xiàn)PGA上實(shí)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(shè)計(jì)有著積極的借鑒性。
標(biāo)簽： FPGA 264 幀內(nèi)預(yù)測 算法優(yōu)化
上傳時(shí)間： 2013-05-25
上傳用戶：refent
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展與公共安全保障需求的提高，視頻監(jiān)控系統(tǒng)在工業(yè)生產(chǎn)、日常生活、警備與軍事方面的應(yīng)用越來越廣泛。采用基于 FPGA 的SOPC技術(shù)、H．264壓縮編碼技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)傳輸控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)，在穩(wěn)定性、功能、成本與擴(kuò)展性等方面都有著突出的優(yōu)勢，具有重要的學(xué)術(shù)意義與實(shí)用意義， 本課題所設(shè)計(jì)的網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)由以Nios Ⅱ?yàn)楹诵牡那度胧綀D像服務(wù)器、相關(guān)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備與若干PC機(jī)客戶端組成。嵌入式圖像服務(wù)器實(shí)時(shí)采集圖像，采用H．264 編碼算法進(jìn)行壓縮，并持續(xù)監(jiān)聽網(wǎng)絡(luò)。PC機(jī)客戶端可通過網(wǎng)絡(luò)對服務(wù)器進(jìn)行遠(yuǎn)程訪問，接收編碼數(shù)據(jù)，使用H．264解碼算法重建圖像并實(shí)時(shí)顯示，使監(jiān)控人員有效地掌握現(xiàn)場情況， 在嵌入式圖像服務(wù)器設(shè)計(jì)階段，本文首先進(jìn)行了芯片選型與開發(fā)平臺選擇。然后構(gòu)建圖像采集子系統(tǒng)，采用雙緩存乒乓交換的方法設(shè)計(jì)圖像采集用戶自定義模塊。接著設(shè)計(jì)雙Nios Ⅱ架構(gòu)的SOPC系統(tǒng)，闡述了雙軟核設(shè)計(jì)中定制連接、內(nèi)存芯片共享、數(shù)據(jù)搬移、通信與互斥的解決方法。同時(shí)完成了網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的設(shè)計(jì)，采用μC/OS-Ⅱ進(jìn)行多任務(wù)的管理與調(diào)度， H．264視頻壓縮編解碼算法設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)是本文的重點(diǎn)。文中首先分析H．264．標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)劃編解碼器結(jié)構(gòu)。接著設(shè)計(jì)了16×16幀內(nèi)預(yù)測算法，并設(shè)計(jì)宏塊掃描方式，采用兩次判決策略進(jìn)行預(yù)測模式選擇。然后設(shè)計(jì)4×4子塊掃描方式，編寫整數(shù)變換與量化算法程序。熵編碼采用Exp-Golomb編碼與CAVLC相結(jié)合的方案，針對除拖尾系數(shù)之外的非零系數(shù)值編碼子算法，實(shí)現(xiàn)了一種基于表示范圍判別的編碼方法。最后設(shè)計(jì)了網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)拇a流組成格式，并針對編碼算法設(shè)計(jì)相應(yīng)解碼算法。使用VC++完成算法驗(yàn)證，并進(jìn)行測試，觀察不同參數(shù)下壓縮率與失真度的變化。 算法驗(yàn)證完成后，本文進(jìn)行了PC機(jī)客戶端設(shè)計(jì)，使其具有遠(yuǎn)程訪問、H．264解碼與實(shí)時(shí)顯示的功能。同時(shí)將H．264 編碼算法程序移植到NiosⅡ中，并將嵌入式圖像服務(wù)器與若干客戶端接入網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行聯(lián)合調(diào)試，構(gòu)建完整的網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)， 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本系統(tǒng)視頻壓縮率高，監(jiān)控圖像質(zhì)量良好，充分證明了系統(tǒng)軟硬件與圖像編解碼算法設(shè)計(jì)成功。本系統(tǒng)具有成本低、擴(kuò)展性好及適用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)，發(fā)展前景十分廣闊。
標(biāo)簽： FPGA 264 網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控 實(shí)現(xiàn)研究
上傳時(shí)間： 2013-08-03
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