视频图像压缩技术在机车视频监控系统中的应用与研究

摘要

随着我国铁路事业的快速发展，现有的机车运行安全监控设备已经无法满足机车司机和铁路管理部门的需求。为了帮助机车司机更加安全的驾驶，避免重大事故的发生，研究设计了一套机车视频监控系统。该系统能够帮助司机更好的驾驶机车，使其在驾驶室内就能掌握整个机车的运行状况，甚至在设备出现异常时能够发出警报，降低其工作强度，使其能够更加安全的操控机车。同时，该系统还可以为地面管理部门提供机车运行数据的实时监控，对机车司机的工作状态进行实时的监控和全程的记录，提高他们对机车运行安全的监管能力。为适合对多路视频信号的存储和无线传输，需要对车上各摄像头获取的视频信号进行压缩。 本文详细论述了以TMS320VC6711DSP为核心的MPEG-4视频压缩的硬件组成和软件实现，着重叙述了MPEG-4压缩算法在DSP里的实现。主要工作内容如下： 分析了MPEG-4视频压缩编码的特点及基于VOP视频编码的一些关键技术：形状信息编码，运动信息编码和纹理信息编码；给出了系统硬件的实现框图，设计出与DSP的接口电路：晶振电路，JTAG电路，电源电路和复位电路：介绍了编码算法在DSP里的实现过程，DSP的启动，MPEG-4算法的仿真；实现了视频监控在列车上的应用，对监控系统的总体结构设计进行了说明。 用MPEG-4实现视频压缩处理方法，己成功地应用于机车视频监控系统中。我们正在将相关技术进一步改进，可以预见，这种技术将具有广泛的应用前景。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章 绪论

1.1课题研究背景

1.1.1视频图象压缩技术

1.1.2视频图象压缩的国内外研究现状

1.2图象压缩和视频监控的主要内容

1.3研究方案以及论文的主要内容

第2章MPEG-4视频压缩编码技术

2.1视频图象压缩的目的

2.2 MPEG视频编码标准

2.3 MPEG视频编码核心思想

2.4 VOP视频编码技术

2.4.1视频图象分割

2.4.2形状信息编码

2.4.3运动信息编码

2.4.4纹理信息编码

2.5视频编码可分级性技术

2.6运动估计与运动补偿技术

2.7 DCT算法研究

第3章机车视频监控系统

3.1系统总体结构及功能概述

3.1.1系统的结构

3.1.2系统的功能

3.2系统总体设计说明

第4章硬件系统的设计

4.1硬件整体框图

4.2微处理器的选型及简介

4.2.1微处理器的选型

4.2.2TMS320VC6711 DSP简介

4.3 TMS320VC6711接口电路设计

4.3.1采集芯片SAA7111工作原理

4.3.2时序控制电路

4.3.3晶振电路

4.3.4 JTAG接口电路

4.3.5电源及复位电路

第5章软件系统的设计

5.1 MPEG-4视频编码的实现

5.1.1编码实现流程图

5.1.2帧内单独编码

5.1.3帧间预测编码

5.2基于TMS320C67XX的软件开发

5.2.1软件开发环境CCS2.O

5.2.2 TMS320C67XX的软件开发流程

5.2.3基于C67XX开发环境的优化措施

5.2.4基于C67XX硬件特性的优化措施

5.3 MPEG-4算法在TMS320C6711中的仿真

5.3.1 DSP算法移植关键点分析

5.3.2 MPEG-4编码程序的编译

5.3.3仿真调试中的问题及解决

5.3.4 VC环境和CCS环境下测试结果比较分析

5.4 DSP的启动

5.5实验结果分析

5.6本章小结

第6章系统测试

6.1系统的功能测试

6.1.1系统测试平台

6.1.2各模块正确性测试

6.1.3整体运行测试

6.2系统的性能测试

6.3系统的稳定性测试

第7章总结与展望

7.1工作总结

7.2展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表的学术论文

附录 DCT实现的主程序