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视频压缩与信号复接系统设计

作 者: 陆璐
导 师: 黄鲁
学 校: 中国科学技术大学
专 业: 电路与系统
关键词: JPEG2000 ADV202 像素抽取 跳场
分类号: TN919.8
类 型: 硕士论文
年 份: 2009年
下 载: 83次
引 用: 1次
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内容摘要


随着数字图像处理技术的迅速发展,数字视频技术在信息社会中发挥着越来越重要的作用。对于无线信道来说,带宽资源十分有限,所以无线信道传输数字视频的一个主要问题就是数据量大,必须将视频数据进行压缩。某些系统如航空遥感系统,对于实时性要求特别高,所以要选择合适的视频压缩标准。本文的目标是设计一个两路视频压缩卡,并完成数据复接,经数传通道到地面,解压缩显示。论文在比较了各种常用视频压缩标准之后,采用JPEG2000视频压缩标准以实现数据传输带宽窄和图像延时小的系统要求。ADV202是美国ADI公司推出的JPEG2000编解码芯片,具有实时压缩和解压缩标准视频信号、高清晰度视频信号功能的芯片。文章首先介绍JPEG2000的组成部分、特点与应用、编解码系统框架,详细介绍了ADV202相关应用。接着介绍了系统硬件的重要芯片现场可编程门阵列(FPGA)XC3S400、视频解码芯片SAA7115、视频编码芯片SAA7121和单片机ATMEGA128。而后给出了压缩卡解压卡硬件软件设计和主要功能模块的设计仿真。最后给出了系统试验结果,并对结果进行了分析。系统通过专用芯片ADV202实现JPEG2000压缩方式,其优点是在窄信道下具有高实时性。使用XC3S400(FPGA)实现跳像素和单片机配置ADV202寄存器实现跳场减少数据,满足窄信道下实现较低压缩率压缩视频图像,提高视频图像还原质量。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
第1章 绪论  9-17
  1.1 课题背景及研究任务  9-12
  1.2 常用的视频压缩标准及比较  12-15
    1.2.1 视频信号压缩的必要性和可能性  12-13
    1.2.2 常用的视频压缩标准  13-14
    1.2.3 视频压缩标准比较  14-15
  1.3 本文工作及论文结构  15-17
第2章 ADV202 芯片简介与应用模式  17-31
  2.1 JPEG2000 概述  17-21
    2.1.1 JPEG2000 组成部分  17-18
    2.1.2 JPEG2000 特点与应用  18-19
    2.1.3 JPEG2000 编解码器系统  19-21
  2.2 ADV202 简介  21-27
    2.2.1 主要特点  21-22
    2.2.2 内部结构  22-24
    2.2.3 视频和主机接口  24-25
    2.2.4 系统寄存器  25-26
    2.2.5 工作流程  26-27
  2.3 ADV202 相关模式应用  27-30
    2.3.1 JDATA 接口输出的用户指定模式  27-30
    2.3.2 ADV202 压缩、解压缩延时计算  30
  2.4 本章小结  30-31
第3章 视频压缩系统设计  31-48
  3.1 系统总体硬件结构  31-36
    3.1.1 相关芯片介绍  32-34
    3.1.2 系统工作流程  34-36
  3.2 系统电路及PCB 设计  36-42
    3.2.1 时钟信号  36
    3.2.2 电源及地  36-37
    3.2.3 FPGA 下载电路  37-40
    3.2.4 视频解码芯片端口  40
    3.2.5 单片机扩展接口电路  40-41
    3.2.6 BGA 芯片的PCB 布局布线  41-42
  3.3 视频抽取设计及时序仿真  42-45
    3.3.1 ITU656 标准简介  42-43
    3.3.2 跳场、像素抽取设计  43-45
  3.4 视频压缩系统软件设计  45-47
    3.4.1 系统软件流程  45-46
    3.4.2 主要程序实现  46-47
  3.5 本章小结  47-48
第4章 数字复接系统实现  48-54
  4.1 系统简介  48-50
  4.2 系统实现及仿真波形  50-53
  4.3 本章小结  53-54
第5章 视频解压缩系统设计  54-59
  5.1 系统整体硬件结构  54-55
    5.1.1 视频编码芯片SAA7121  54-55
    5.1.2 系统工作流程  55
  5.2 系统电路时钟设计  55
  5.3 视频填充及时序仿真  55-57
  5.4 视频解压缩系统软件设计  57
    5.4.1 系统软件流程  57
    5.4.2 主要程序实现  57
  5.5 系统全延时计算  57-58
  5.6 本章小结  58-59
第6章 系统试验结果  59-66
  6.1 像素抽取码流分析  59-61
  6.2 ADV202 输出码流  61-64
  6.3 解码显示  64-66
第7章 总结与展望  66-67
参考文献  67-69
附录  69-71
致谢  71-72
在读期间发表的学术论文与取得的研究成果  72

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 通信 > 图像通信、多媒体通信
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