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基于MB86H46的高清晰视频编解码系统设计

作　者: 朱鹏
导　师: 金龙旭
学　校: 中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所）
专　业: 光学工程
关键词: H.264 MB86H46 FPGA 视频编解码
分类号: TN919.8
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 6次
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内容摘要

随着CCD/CMOS传感技术和数字显示技术的快速发展,迫切需求高清晰显示技术。而未经压缩的高清晰高帧频的视频数据量非常庞大,所以必须对高清晰视频数据进行压缩。ISO和ITU-T制定了一系列的视频编码国际标准,目前,H.264视频压缩编码标准凭借高压缩比和图像质量已经成为一种新型的标准被广泛地接受。由于H.264编码算法的高复杂度性,在编码系统实现上,目前主要有基于FPGA解决方案、基于DSP解决方案以及采用ASIC方案等方法。本文采用以ASIC实时编码芯片MB86H46为核心,设计出一种基于H.264视频编解码系统,MB86H46芯片是富士通(Fujitsu)推出的高清H.264视频编解码芯片,它可以半双工地完成包括视频、音频和系统的H.264/AVC编码和解码。该系统具有实时性好,体积小,成本较低等特点。本文以MB86H46编解码芯片为核心,以FPGA为主控芯片搭建一个系统,该系统包括编码和解码两部分。本文主要做了编码部分的工作。首先设计了基于MB86H46的视频压缩与解压缩系统整体方案。当视频信号输入时,FPGA控制AD视频采样芯片和DVI接口芯片,进行视频采样。其次,将采集到的RGB视频格式转换为MB86H46接受的视频格式BT.656,并配置MB86H46完成视频的压缩工作。最后调试USB2.0接口使压缩TS码流通过USB传输到PC机上。经过验证,本文设计实现的这套H.264视频编解码系统达到了实时编码要求,并且极大地缩减了开发周期、降低了开发成本。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-7
目录  7-9
第一章绪论  9-13
  1.1 论文研究意义与研究目的  9-10
  1.2 H.264相关技术的研究现状  10-11
  1.3 论文主要研究内容  11-12
  1.4 论文结构安排  12-13
第二章视频压缩技术介绍  13-25
  2.1 H.264视频压缩技术  13-20
    2.1.1 帧内预测  14-15
    2.1.2 帧间预测  15-17
    2.1.3 变换与量化  17-19
    2.1.4 熵编码  19-20
  2.2 MPEG-2压缩标准  20-23
    2.2.1 MPEG-2TS传送码流  21-23
  2.3 本章小结  23-25
第三章视频编解码系统硬件设计  25-35
  3.1 系统总体结构设计  25-26
  3.2 视频输入模块电路设计  26-31
    3.2.1 MB86H46编解码芯片  27-28
    3.2.2 MB86H46接口配置  28-31
    3.2.3 串行接口操作协议  31
  3.3 USB接口电路设计  31-34
    3.3.1 EZ-USB FX2电路连接  32-33
    3.3.2 FPGA与EZ-USB FX2芯片的连接  33-34
  3.4 本章小结  34-35
第四章编码系统程序设计  35-53
  4.1 编码系统的主要工作  35-36
  4.2 FPGA控制器设计  36-52
    4.2.1 AD控制器  37-41
    4.2.3 视频格式转换RGB->4：4：4YCbCr  41-42
    4.2.4 视频格式转换4：4：4YCbCr->4：2：2YCbCr  42-43
    4.2.5 USB控制器及USB固件编程  43-50
    4.2.6 MB86H46的控制操作  50-52
  4.3 本章小结  52-53
第五章实验结果  53-57
  5.1 硬件平台  53-54
  5.2 TS码流分析  54-55
  5.3 问题及解决  55-57
第六章总结与展望  57-59
  6.1 全文工作总结  57-58
  6.2 今后工作展望  58-59
参考文献  59-62
在学期间学术成果  62-63
指导教师及作者简介  63-64
致谢  64

基于MB86H46的高清晰视频编解码系统设计

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