基于DSP的视频采集及网络传输模块的设计

摘要

DSP的高速数据处理能力使其在语音、图像、编码、数字设备、通信系统、医疗系统、航空航天等方面得到了广泛的应用。尤其是在视频图像压缩编码方面，通过将DSP技术与Internet技术相结合，使图像的远程传输变得越来越容易。采用合理的传输技术和压缩编码，可在网络带宽有限时提高信息的传输效率。DSP系统可以在安全保护、远程医疗等领域获得更加广泛的应用。 针对传统基于PC网络摄像机的稳定性差、效率低以及系统结构复杂等问题，本文提出了基于DM642的网络摄像机的设计方案。通过对流媒体协议的研究，对基于DM642的网络摄像机进行硬件和软件设计，实现了视频采集、视频信号处理、网络实时传输、过程控制等功能的集成。结果表明使用DM642专用视频处理芯片设计的网络摄像机可以显著提高网络摄像机的整体效率和性能，较好地解决了传输速率与图像质量之问的矛盾，同时也利于产品化和升级。 文中详细介绍了网络摄像机各模块的设计，重点阐述了图像采集和网络传输以及嵌入式实时操作系统的程序设计。讨论了流媒体传输算法中的两大关键因素：码率分配和带宽估计，并确定了通过控制TCP/IP传输层协议，在不同的传输任务中使用不同的传输方式以达到流媒体高效传输的目的。通过设计带有网络通信功能的应用程序，实现了视频数据在客户端的呈现。论文最后对系统做了基本的性能测试与总结，并提出了进一步完善和改进的设想与路线。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章 绪论

1.1 课题背景

1.2 网络视频技术发展概况

1.2.1 嵌入式Internet技术的发展概况

1.2.2 国外网络视频监控发展概况

1.2.3 国内网络视频监控发展概况

1.2.4 网络视频监控技术未来发展趋势

1.2.5 网络摄像机产品概况

1.3 本课题主要研究内容及工作

第2章 视频采集与网络传输算法

2.1 视频采集算法

2.1.1 白平衡

2.1.2 伽玛校正

2.1.3 图像滤波

2.2 TCP/IP协议传输原理

2.2.1 TCP/IP协议体系结构

2.2.2 TCP/IP底层协议分析

2.2.3基于 TCP/IP应用层的网络实时传输协议简介

2.3 TCP/IP网络视频传输的算法实现

2.3.1 实时视频传输中存在的问题

2.3.2 带宽估计和码率分配的算法分析

2.3.3 实时传输算法的实现

2.4 网络视频传输的评估标准

2.5 本章小结

第3章 系统的硬件设计

3.1 硬件的总体设计

3.1.1 TMS320DM642

3.1.2 网络摄像机的整体架构

3.1.3 DSP最小系统设计

3.2 硬件电路的设计

3.2.1 时钟系统设计

3.2.2 视频输入解码模块

3.2.3 PCI总线驱动控制模块

3.2.4 存储器

3.2.5 电源设计

3.3 网络传输模块的实现

3.3.1 网络功能基本模块

3.3.2 DM642与以太网收发器接口设计

3.4 本章小结

第4章 系统的软件设计

4.1 软件系统整体设计

4.1.1 软件流程框架

4.1.2 CCS软件开发平台

4.1.3 DSP/BIOS开发工具

4.2 驱动程序开发

4.2.1 系统初始化

4.2.2 视频口驱动程序

4.2.3 网络传输驱动程序

4.3 带有网络通信功能应用程序的设计

4.4 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间所发表的学术论文

致谢