基于DSP的多路视频图像压缩系统的设计及实现

摘要

随着电子技术的迅猛发展,图像监控系统作为数字图像处理技术的实际应用,正发挥着越来越重要的作用.采用数字技术(或系统)具有许多优越性,但也使数据量大增.将这样大量的数据进行存储和传输是十分不利的,既无经济效益也无社会效益.因此,人们在广泛地探讨它的数据压缩方法.近年来,电子器件和设备的处理能力和处理速度大幅提高,使得数字图像压缩技术不断进步,应用广泛.论文中描述的多路视频图像压缩系统运用了数字图像压缩技术.本系统分成三个部分:图像获取、图像压缩和存储.由于系统要对多个场所进行记录,所以图像摄取选用CCD摄像机,但CCD摄像机输出为模拟视频信号需用视频解码器转换为数字图像,视频解码器采用了TI公司的TVP5145.压缩芯片采用了TI公司的55系列的定点DSP芯片TMS320VC5510,它是系统的核心,负责对图像压缩,管理视频解码器和压缩后的数据存储.系统中帧缓存使用SDRAM,它容量大、读取速度快,与TMS320VC5510接口兼容使用方便.IDE硬盘具有容量大、IDE接口标准公开、使用广泛、价格低廉和寿命长等优点,所以系统中数据存储部件采用普通硬盘.压缩算法上参考JPEG标准结合使用环境提出适合本系统的算法.本文采用了参考帧结合DCT变换、RLC编码和Huffman编码图像压缩算法.

目录

文摘

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哈尔滨工程大学学位论文原创性声明

第1章绪论

1.1课题背景

1.2图像压缩编码标准的发展概况

1.2.1 CCIR(国际无线电咨询委员会，现ITU-R)建议

1.2.2 H.261标准

1.2.3 JPEG标准

1.2.4 MPEG-1标准

1.2.5 MPEG-2标准

1.2.6 H.262、H.263、H.263+标准

1.2.7 MPEG-4标准

1.3论文完成的工作

第2章系统方案的选择

2.1系统构成

2.2 CCD摄像机

2.3压缩单元

2.4存储单元

2.5本章小结

第3章视频解码器的应用与控制

3.1 TVP5145芯片

3.1.1 TVP5145的功能特点

3.1.2芯片封装和引脚介绍

3.1.3芯片工作概述

3.2 TVP5145在本课题中的应用

3.2.1场图像转换成单帧图像

3.2.2输出图像分辨率的改变

3.2.3 TVP5145的I2C总线使用

3.4本章小结

第4章系统结构设计

4.1硬件结构框图

4.2 VC5510

4.2.1 C5510的主要特点

4.2.2 VC5510与外围器件的接口设计

4.2.3 VC5510的软件开发

4.3系统的逻辑控制

4.3.1可编程逻辑器件

4.3.2 CPLD逻辑功能的实现

4.4帧缓存SDRAM的使用

4.4.1 SDRAM简介

4.4.2 MT48LC2M32B2结构和使用

4.5 IDE硬盘的使用

4.5.1 ATA简介

4.5.2 IDE接口定义和接口时序

4.5.3 ATA寄存器及命令

4.5.4 IDE接口编程概述

4.6图像数据存储格式

4.6.1分区结构

4.6.2 FAT文件系统

4.6.3文件的建立

4.7本章小结

第5章压缩算法实现及系统性能

5.1编解码基本结构

5.2基于DCT的编码及程序实现

5.2.1正余弦变换

5.2.2量化和Z形扫描

5.2.3直流系数DC与交流系数AC的编码

5.2.4参考帧的使用

5.3数据存储格式

5.4 DSP程序流程

5.5性能参数统计

5.6本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果

致谢

附录