嵌入式網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)是一種以嵌入式技術(shù)、視頻編碼技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)為核心的新型視頻監(jiān)控系統(tǒng),它在穩(wěn)定性、實時性、處理速度、功能、價格、擴(kuò)展性等方面和傳統(tǒng)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)相比有著突出的優(yōu)勢,同時也代表著目前視頻監(jiān)控系統(tǒng)研究和發(fā)展的方向。 本文研究并實現(xiàn)了以微處理器S3C2440和嵌入式Linux操作系統(tǒng)為核心的嵌入式網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)。論文首先介紹了嵌入式視頻監(jiān)控技術(shù)的發(fā)展趨勢和研究現(xiàn)狀,而后闡述了該系統(tǒng)硬件總體設(shè)計方案,討論了基于嵌入式Linux操作系統(tǒng)的開發(fā)平臺的構(gòu)建,詳細(xì)論述了視頻采集、編碼、存儲、傳輸?shù)葐卧能浻布O(shè)計,重點論述了基于AL9V576的視頻編碼模塊和基于TW2835的視頻處理模塊的設(shè)計。 本文研究的主要內(nèi)容如下: 1、研究視頻采集單元的優(yōu)化方法,設(shè)計采用音視頻控制器TW2835采集四路模擬視頻輸入信號并疊加OSD環(huán)境信息顯示,提高了視頻處理的功能和視頻質(zhì)量; 2、研究雙核構(gòu)架,采用混合信號系統(tǒng)級芯片C8051F340控制TW2835、采集環(huán)境信息并與S3C2440串口通信,使視頻采集單元模塊化設(shè)計,增加了產(chǎn)品設(shè)計的靈活性,減小了主控芯片的負(fù)擔(dān)和軟件設(shè)計的復(fù)雜性,便于產(chǎn)品功能的擴(kuò)展和二次開發(fā); 3、研究并分析了MPEG-4的硬件實現(xiàn)方式,采用高品質(zhì)、高性能、低功率視頻壓縮芯片AL9V576進(jìn)行MPEG-4編碼,大幅提升了壓縮效率,另外還設(shè)計了SRAM主機(jī)接口與主控芯片通信,突破了傳統(tǒng)芯片大多采用的PCI接口的限制,方便模塊的組合; 4、研究并設(shè)計了CF卡存儲方案,實現(xiàn)了一種在嵌入式視頻服務(wù)器上的視頻檢索和存儲方法。
標(biāo)簽: ARM 嵌入式遠(yuǎn)程 視頻監(jiān)控系統(tǒng)
上傳時間: 2013-05-16
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隨著信息化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展,嵌入式系統(tǒng)目前己經(jīng)成為通訊和消費產(chǎn)品的共同發(fā)展方向,嵌入式系統(tǒng)是當(dāng)今最熱門的概念之一,各種各樣的嵌入式系統(tǒng)設(shè)備在應(yīng)用數(shù)量上己經(jīng)大大超過了通用計算機(jī)。同時數(shù)字音頻技術(shù)在我們社會生活中的應(yīng)用也己經(jīng)非常廣泛,WAV、MPEG、MP3和WMA等相繼出現(xiàn)。結(jié)合嵌入式系統(tǒng)的數(shù)字音頻技術(shù)研究有著廣闊的前景,基于嵌入式的數(shù)字音頻設(shè)備以其高性價比、日新月異的發(fā)展速度等優(yōu)點受到世界各國的廣泛關(guān)注。本文結(jié)合市場發(fā)展需要,提出了一個比較優(yōu)化的解決方案,并從理論和實踐兩方面對該方案進(jìn)行了分析和設(shè)計。 本論文的主要工作是在研究了基于ARM9 體系結(jié)構(gòu)的Samsung S3C2410 處理器的基礎(chǔ)上,以該處理器為核心,加上外部存儲器和音頻編碼解碼芯片等器件,完成了一個嵌入式音頻系統(tǒng)的設(shè)計,設(shè)計的系統(tǒng)中包括硬件設(shè)計、音頻編碼解碼芯片的設(shè)備驅(qū)動程序及應(yīng)用程序。 論文中首先對嵌入式系統(tǒng)進(jìn)行了比較詳細(xì)的介紹,并對S3C2410 處理器的體系結(jié)構(gòu)和特性進(jìn)行了仔細(xì)的分析,其次介紹了嵌入式數(shù)字音頻系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù),然后從硬件和軟件兩個部分,分多個模塊來安排設(shè)計所要求的系統(tǒng),其中包括μC/OS-II 嵌入式操作系統(tǒng)在ARM 微處理器上的移植,與上位機(jī)(PC機(jī))上USB 接口的通訊,以及人機(jī)界面和數(shù)字音頻解碼的程序設(shè)計等。整個嵌入式音頻系統(tǒng)是一個可以獨立工作的可擴(kuò)展系統(tǒng),該系統(tǒng)能完成音頻采集和處理功能。
標(biāo)簽: ARM 音頻 系統(tǒng)設(shè)計
上傳時間: 2013-06-02
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數(shù)字通信系統(tǒng)中,在實際信道上傳輸數(shù)字信號時,由于信道傳輸特性不理想及噪聲的影響,接收端所收到的數(shù)字信號不可避免地會發(fā)生錯誤。為了減小誤碼率,提高接收質(zhì)量,必須采用差錯控制編碼。對于數(shù)字視頻通信系統(tǒng)這類高碼率,高要求的系統(tǒng),為了提供優(yōu)良的圖象質(zhì)量,采用差錯控制編碼尤為重要。 本文采用的DVB-T系統(tǒng)差錯控制技術(shù)是針對于數(shù)字視頻通信而設(shè)計的,提出了糾錯編碼結(jié)合交織技術(shù)的實現(xiàn)方案,即RS(204,188,8)截短碼、卷積交織、卷積碼三種技術(shù)的級聯(lián)。各技術(shù)中的參數(shù)設(shè)計為輸入的MPEG-2傳輸流(TS流)提供了便利,在編碼后可以保持傳輸流的幀結(jié)構(gòu)和同步字節(jié)不改變,使接收端的同步捕獲和同步跟蹤成為可能。 本文首先簡要介紹了差錯控制技術(shù),DVB-T系統(tǒng),以及硬件實現(xiàn)所用到的FPGA實現(xiàn)方法。然后分別研究RS碼、卷積交織、卷積碼的編解碼原理,并提出了三類技術(shù)的硬件實現(xiàn)方案。其中,重點論述了RS碼解碼的硬件實現(xiàn)。將RS碼解碼分為四個模塊:伴隨式計算,BM迭代,錢搜索和錯誤值計算,分別講述每個模塊的電路設(shè)計方案并給出仿真結(jié)果。最后,將該差錯控制系統(tǒng)應(yīng)用于一個輸出速率恒定的實際數(shù)字視頻通信系統(tǒng)中,按系統(tǒng)需要,加入了接口電路和速率控制的設(shè)計。
上傳時間: 2013-04-24
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隨著人們對于數(shù)字視頻和數(shù)字圖像的需求越來越大,數(shù)字電視廣播和手機(jī)電視迅速發(fā)展起來,但是人們對于數(shù)字圖像質(zhì)量的要求也越來越高。對于觀眾來講,畫面的質(zhì)量幾乎是最為重要的,然而由于信道傳輸特性不理想和加性噪聲的影響,不可避免地會產(chǎn)生誤碼,導(dǎo)致圖像質(zhì)量的下降,甚至無法正常收看。因此,為了保障圖像質(zhì)量就需要采用糾錯編碼(又稱信道編碼)的方式來實現(xiàn)通信。在數(shù)字視頻廣播系統(tǒng)(DVB)中,無論是衛(wèi)星傳輸,電纜傳輸還是地面?zhèn)鬏敹疾捎昧诵诺谰幋a。 本文首先深入研究DVB標(biāo)準(zhǔn)中的信道編碼部分的關(guān)鍵技術(shù);然后依照DVB-T標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)要求,設(shè)計并硬件實現(xiàn)了數(shù)字視頻傳輸?shù)男诺谰幗獯a系統(tǒng)。在該系統(tǒng)中,編解碼器與信源端的接口利用了MPEG-2的視頻傳輸接口同步并行接口(SPI),這種接口的應(yīng)用讓系統(tǒng)具有很強的通用性;與信道端接口采用了G.703接口,具有G.703接口功能和特性的數(shù)據(jù)通信設(shè)備可以直接與數(shù)字通信設(shè)備連接,這使得應(yīng)用時對于信道的選擇具有較大的靈活性。 在深入理解RS編解碼算法,卷積交織/解交織原理,卷積編碼/VITERBI譯碼算法原理的基礎(chǔ)上,本文給出了解碼部分的設(shè)計方案,并利用Xilinx公司的SpartanⅢ系列XC3S2000芯片完成方案的硬件實現(xiàn)。在RS解碼過程中引入了流水線機(jī)制,從而很大程度上提高了解碼效率。解交織器部分采用了RAM分區(qū)循環(huán)法,利用對RAM讀寫地址的控制實現(xiàn)解卷積交織,這種方法控制電路簡單,實現(xiàn)速度比較快,代價小。VITERBI譯碼器采用截尾譯碼,在幾乎不影響譯碼準(zhǔn)確度的基礎(chǔ)上大大提高了解碼效率。
上傳時間: 2013-07-16
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音頻管理組件(Audio Management Unit,AMU)是先進(jìn)客艙娛樂與服務(wù)系統(tǒng)(Advanced Cabin Entertainment Service System,ACESS)的組成部分,應(yīng)用于飛機(jī)上音頻資源的管理與控制。飛機(jī)運營對航空機(jī)載電子系統(tǒng)準(zhǔn)確性、復(fù)雜性和安全性的高要求,使得其維修維護(hù)工作極大地依賴于自動測試設(shè)備(Automatic Testing Equipment,ATE)。本課題來源于實際工程項目, FPGA技術(shù)具備多種優(yōu)點,將其與民航測試設(shè)備結(jié)合研制一個用于檢測AMU故障的自動測試系統(tǒng),該系統(tǒng)將對AMU自動完成部件維修手冊(Comvonent Maintenance Manual,CMM)所規(guī)定的全部功能、性能方面的綜合測試。 本文首先概述音頻管理組件、自動測試系統(tǒng)及其在民航領(lǐng)域的應(yīng)用,并闡述了課題的背景、研究目標(biāo)和相關(guān)技術(shù)要求;文章對可編程邏輯器件CPLD/FPGA的結(jié)構(gòu)原理、硬件描述語言VHDL的特點以及MAXL+plusⅡ軟件的設(shè)計流程進(jìn)行了說明,重點闡述了基于FPGA的DDS信號發(fā)生器以及數(shù)據(jù)采集卡的設(shè)計實現(xiàn)、并著重闡述了ARINC429總線的傳輸規(guī)范,和基于FPGA的ARINC429總線接口的設(shè)計與實現(xiàn)。在ARINC429接口設(shè)計中采用自頂向下,多層次系統(tǒng)設(shè)計的方法,用VHDL語言進(jìn)行描述。在發(fā)送器中利用了FPGA內(nèi)部的分布式RAM創(chuàng)建異步FIFO,節(jié)約了FPGA的內(nèi)部資源和提高了數(shù)據(jù)傳輸速度;在接收器中采用了提高抗干擾性的優(yōu)化設(shè)計。測試結(jié)果表明基于FPGA的設(shè)計實現(xiàn)ARINC429總線數(shù)據(jù)通信的要求,使用方便,可靠性好,能夠克服HS-3282芯片中的數(shù)據(jù)格式固定,使用不夠靈活方便,價格昂貴的缺點。
標(biāo)簽: FPGA 飛機(jī) 音頻 測試系統(tǒng)
上傳時間: 2013-08-06
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隨著社會的發(fā)展,網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)成為日常生產(chǎn)生活中的重要輔助設(shè)備,應(yīng)用十分廣泛。當(dāng)前視頻監(jiān)控系統(tǒng)正逐步由模擬化走向數(shù)字化,隨著視頻壓縮技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展,開發(fā)新一代的基于計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和多媒體MPEG-4壓縮算法的視頻監(jiān)控系統(tǒng)已成為整個行業(yè)技術(shù)發(fā)展的主要方向之一。人們有時會采用DSP與MPEG-4算法結(jié)合的方案來實現(xiàn),也有的部門采用了片上系統(tǒng)(SOC),但這些不但編程極度復(fù)雜,而且成本也過高。本文提出并研究設(shè)計了一種基于ARM微處理器S3C2410、MPEG-4專用壓縮芯片MPG440、以嵌入式Linux為操作系統(tǒng)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)方案,不僅開發(fā)便捷、成本低廉,而且實時性較好,適應(yīng)范圍廣。 首先,采用軟硬件協(xié)同設(shè)計的思想提出了系統(tǒng)的總體設(shè)計方案,系統(tǒng)的整體架構(gòu)分為攝像頭、云臺控制器、網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器以及客戶端PC機(jī)等四大部分。 第二,以三星公司的S3C2410芯片和DAVICOM公司的DM9000以太網(wǎng)接口芯片為硬件核心,對整個系統(tǒng)進(jìn)行了模塊化的硬件電路的設(shè)計。根據(jù)S3C2410的特點及系統(tǒng)整體需求,完成了電源復(fù)位模塊、晶振模塊、存儲器接口模塊、視頻數(shù)據(jù)處理模塊、以太網(wǎng)接口模塊、云臺控制模塊等的硬件選型與電路連接。其中,在云臺控制模塊等的電路設(shè)計中充分體現(xiàn)了優(yōu)化設(shè)計的技巧,并重點對網(wǎng)絡(luò)接口部分和視頻數(shù)據(jù)處理部分進(jìn)行了詳細(xì)的硬件設(shè)計與說明。闡述了整個系統(tǒng)的工作流程。 第三,從應(yīng)用需求出發(fā),選擇嵌入式Linux操作系統(tǒng)作為本系統(tǒng)的軟件平臺,搭建了交叉式的開發(fā)環(huán)境,對bootloader進(jìn)行了選擇,并給出了加載步驟。完成了對嵌入式Linux內(nèi)核的選擇及移植。 第四,采用基于任務(wù)的設(shè)計方法對服務(wù)器端的軟件進(jìn)行了總體設(shè)計,主要包括共用程序庫、config配置文件、日志文件以及多個任務(wù)等。并對運行于客戶端的軟件設(shè)計進(jìn)行了簡要說明。 第五,由于數(shù)字視頻傳輸?shù)膶崟r性能和通過網(wǎng)絡(luò)傳輸以后客戶端接收的視頻圖像質(zhì)量在本系統(tǒng)中至關(guān)重要,所以本文對傳輸信道和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議進(jìn)行了優(yōu)化選擇,并詳細(xì)闡述了IP組播技術(shù)、流媒體傳輸協(xié)議等在圖像傳輸過程中的具體應(yīng)用。
標(biāo)簽: Linux ARM 嵌入式 網(wǎng)絡(luò)視頻
上傳時間: 2013-04-24
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該論文的工作主要分為兩部分,第一部分是介紹與數(shù)字高清晰度電視(HDTV)碼流發(fā)生器配套的信源解碼板的設(shè)計與實現(xiàn).信源解碼板是整個碼流發(fā)生器的重要組成部分,該論文在介紹相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)MPEG-2和AC-3以及整個碼流發(fā)生器功能的基礎(chǔ)上提出了用ST公司的芯片組實現(xiàn)HDTV信源解碼板的設(shè)計方案.論文詳細(xì)分析了各個功能模塊的具體設(shè)計方法以及實現(xiàn)時應(yīng)注意的問題.目前該課題已經(jīng)成功結(jié)題,各項技術(shù)指標(biāo)完全符合合作單位的要求.該論文的第二部分主要是進(jìn)行基于FPGA的顯示器測試信號發(fā)生器的研究與開發(fā).在對測試信號發(fā)生器所需產(chǎn)生的13種測試圖案和所要適應(yīng)的18種顯示格式的介紹之后,該論文提出了以FLEX10K50為核心控制芯片的顯示器測試信號發(fā)生器的設(shè)計方案.該論文詳細(xì)討論了FPGA設(shè)計中各個功能模塊的劃分和設(shè)計實現(xiàn)方法,并介紹了對FLEX10K50進(jìn)行配置的方法.
標(biāo)簽: HDTV FPGA 碼流 發(fā)生器
上傳時間: 2013-04-24
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MPEG-4是目前非常流行的視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn),基于MPEG-4的視頻處理系統(tǒng)有兩種體系結(jié)構(gòu):可編程結(jié)構(gòu)和專用結(jié)構(gòu).可編程結(jié)構(gòu)靈活,適用范圍廣,易于升級,但電路復(fù)雜,電路功耗大.專用視頻編解碼器結(jié)構(gòu)硬件開銷小,處理速度高.該文主要研究專用的MPEG-4視頻編解碼芯片設(shè)計方法.目前市場上MPEG-4視頻編解碼芯片主要是Simple Profile級別的,而我們設(shè)計的芯片要實現(xiàn)Advanced Simple Profile級別.該文采用了一種基于大規(guī)模FPGA的軟硬件相結(jié)的芯片設(shè)計方案,我們設(shè)計了基于FPGA的MPEG-4芯片設(shè)計開發(fā)平臺,完成算法的硬件仿真與測試.論文圍繞基于FPGA的MPEG-4芯片開發(fā)系統(tǒng)設(shè)計,分為兩個部分.第一部分介紹了目前國內(nèi)外實現(xiàn)MPEG-4視頻處理系統(tǒng)的主要方法和應(yīng)用,概述了國際上MPEG-4視頻編解碼芯片設(shè)計的一般方法及其發(fā)展趨勢,詳細(xì)描述了我們的基于FPGA的MPEG-4編解碼芯片開發(fā)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu).第二部分重點講述了基于FPGA的MPEG-4芯片開發(fā)系統(tǒng)各個電路模塊的設(shè)計,包括電源模塊、FPGA配置模塊、時鐘生成模塊、視頻輸入/輸出模塊、RS232串口模塊、以太網(wǎng)接口模塊、USB接口模塊等.同時也介紹了I
標(biāo)簽: MPEG4 FPGA 編解碼芯片 開發(fā)系統(tǒng)
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ISO和ITU-T制定的一系列視頻編碼國際標(biāo)準(zhǔn)的推出,開創(chuàng)了視頻通信和存儲應(yīng)用的新紀(jì)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(biāo),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(zhì)量。 本課題的研究建立在目前主流的壓縮算法的基礎(chǔ)上,綜合出各種標(biāo)準(zhǔn)中實現(xiàn)途徑的共性和優(yōu)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(tǒng)配置靈活、資源豐富的特點,建立一個可重構(gòu)的內(nèi)核處理模塊。進(jìn)一步的完善算法(運算速度、精度)和外圍系統(tǒng)后,就可作為專用視頻壓縮編碼器進(jìn)行門級電路設(shè)計的原型,構(gòu)建一個片上可編程的獨立系統(tǒng)。 編碼器設(shè)計有良好的應(yīng)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(jìn)行壓縮編碼,使得編碼后的數(shù)據(jù)流適合于傳輸、通信、存儲和編輯等方面的要求。同時,系統(tǒng)的設(shè)計將解碼的工作量大幅度降低,功能模塊在作適當(dāng)?shù)母膭雍罂蔀榻獯a器的參考設(shè)計使用。 研究所涉及的各功能模塊都進(jìn)行了系統(tǒng)性的仿真和綜合,滿足工程樣機(jī)的前期研發(fā)需要。
上傳時間: 2013-04-24
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隨著通信技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,多媒體的應(yīng)用與服務(wù)越來越廣泛,視頻壓縮編碼技術(shù)也隨之成為非常重要的研究領(lǐng)域。運動估計是視頻壓縮編碼中的一項關(guān)鍵技術(shù)。由于視頻編碼系統(tǒng)的復(fù)雜性主要取決于運動估計算法,因此如何找到一種可靠、快速、性能優(yōu)良的運動估計算法一直是視頻壓縮編碼的研究熱點。運動估計在視頻編碼器中承擔(dān)的運算量最大、控制最為復(fù)雜,由于對視頻編碼的實時性要求,因此運動估計模塊一般都采用硬件來設(shè)計。 本文的目的是在FPGA芯片上設(shè)計實現(xiàn)一種更優(yōu)的易于硬件實現(xiàn)的塊匹配運動估計算法——二步搜索算法。全文首先討論了塊匹配運動估計理論及其主要技術(shù)指標(biāo),介紹了運動估計技術(shù)在MPEG-4中的應(yīng)用,然后在對典型的運動估計算法進(jìn)行分析比較的基礎(chǔ)上討論了一種性能和硬件實現(xiàn)難易度綜合指數(shù)較高的二步搜索算法。本文對已有的用于全搜索算法實現(xiàn)的VLSI結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改進(jìn),設(shè)計了符合二步搜索算法要求的FPGA實現(xiàn)結(jié)構(gòu),并在對其理論分析之后,對實現(xiàn)該算法的運動估計模塊進(jìn)行了功能模塊的劃分,并運用VerilogHDL硬件描述語言、ISE及Modelsim開發(fā)工具在Spartan-IIEXC2S300eFPGA芯片上完成了對各功能模塊的設(shè)計、實現(xiàn)與時序仿真。最后,對整個運動估計模塊進(jìn)行了仿真測試,給出了其在FPGA上搭建實現(xiàn)后的時序仿真波形圖與占用硬件資源情況,通過對時序仿真結(jié)果可知本文設(shè)計的各功能模塊工作正常,并且能夠協(xié)同工作,整個運動估計模塊能夠正確的實現(xiàn)二步搜索運動估計算法,并輸出正確的運動估計結(jié)果;通過對占用硬件資源及時鐘頻率情況的分析驗證了本文設(shè)計的二步搜索運動估計算法的FPGA實現(xiàn)結(jié)構(gòu)具備先進(jìn)性和實時可實現(xiàn)性。
上傳時間: 2013-05-27
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