基于ARM的嵌入式视频采集与压缩系统设计与研究

摘要

随着计算机技术、通信技术及微电子技术的飞速发展，视频采集与压缩系统的研究己成为人们讨论的热点话题之一。目前视频采集与压缩系统大多是以个人PC为基础，利用PC机强大的数据处理能力和丰富的接口，通过专用视频采集卡达到视频采集与压缩的目的。虽然基于个人PC的系统目前应用广泛，处理功能较强，但其功耗大，成本高，且需要专人维护管理，与当前仪器小型化、低功耗，便携式的发展趋势未尽相合，因而在许多场合下并不能满足要求。在这种情况下，设计一种嵌入式的视频采集与压缩系统，对于促进视频采集与压缩系统的仪器化，推动相关产业的发展，具有重要的参考价值和指导意义。
　　 本论文根据视频图像技术的发展和实际应用情况，结合本课题对视频采集与压缩系统的需求，在详细比较各种方案优劣的基础上，提出了一种基于ARM的嵌入式视频采集与压缩系统的设计方案，并对系统硬件的重要部分如ARM的控制与传输模块、视频采集与压缩模块分别进行了研究和分析。视频采集模块采用Philips的可编程视频信号采集芯片SAA7113，在完成视频信号A/D转换同时，输出PAL制式YUV4：2：2格式的数字视频图像信号。视频压缩模块则采用美国ANALOGDEVICES公司的ADV202进行JPEG2000格式的视频压缩编码。压缩后的图像数据暂存储在SDRAM中，并由S3C44BOX控制，最后经USB接口传输到上位机中。软件部分则负责完成对各个功能模块的初始化、μCLinux操作系统的移植及文件系统的建立、USB设备驱动和相关应用程序的运行与控制等功能。
　　 论文最后对整个视频采集与压缩系统进行了调试和视频图像的采集压缩实验。实验结果表明：系统工作正常，采集速度、压缩比、图像质量等关键指标均满足要求，证明该嵌入式视频采集与压缩系统设计的正确性和合理性，也为下一步深入研究奠定了坚实的基础。

目录

文摘

英文文摘

声明

1绪论

1.1课题研究工作的背景

1.1.1视频压缩的必要性

1.1.2视频压缩的可行性

1.2课题研究工作的现状与发展前景

1.3课题研究目的和意义

1.4论文的主要内容和章节安排

2系统方案设计

2.1系统的解决方案

2.2视频采集

2.3视频压缩

2.3.1 JPEG2000视频编码标准

2.3.2 JPEG2000的应用

2.4基于ARM的嵌入式系统开发平台

2.5系统总体设计结构图

3系统硬件设计

3.1系统硬件结构

3.2系统硬件各模块设计

3.2.1视频采集模块设计

3.2.2视频压缩模块设计

3.2.3视频采集与压缩模块的电源设计

3.2.4控制与传输模块设计

3.3 PCB设计

3.3.1 PCB布局

3.3.2 PCB布线

3.3.3设计中应考虑的其他因素

3.3.4系统的PCB设计图

4系统软件设计

4.1系统初始化程序设计

4.1.1 ARM初始化过程

4.1.2 SAA7113初始化配置

4.1.3 ADV202初始化配置

4.2μCLinux在S3C4480X上的移植

4.2.1嵌入式Linux概述

4.2.2μCLinux的移植

4.2.3根文件系统

4.3 USB设备驱动程序的设计

4.4应用程序设计

5系统调试及结果分析

5.1系统调试

5.1.1传输与控制模块调试

5.1.2采集模块调试

5.1.3压缩模块调试

5.1.4整体调试

5.2实验结果及结果分析

6总结与展望

致 谢

参考文献

附录