基于数字电视信源图像编码系统的研究

摘要

电视系统在近几十年来经历了从模拟黑白电视，模拟彩色电视到数字电视的变化。目前，电视系统已经进入由模拟电视向数字电视转变的过渡期。庞大的数字电视市场为数字电视设备的发展带来了巨大的潜在机遇。 数字电视信源编码器的实现方法，业界一般采用基于专用芯片组的实现方案。这种方案的优点是专用芯片组功能强，技术比较成熟，但它缺乏高度的灵活性和广泛的适用性。而FPGA(Field Programming Gate Array)是一种基于硬件的实现方法，可以用它来完成图像的采集。DSP是一种基于软件的实现方法，一旦DSP(Digital Signal Processing)的运算能力达到要求，可以较好的进行图像压缩处理，就可以利用通用DSP代替专用芯片来实现数字电视编解码功能。 本文以DSP TMS320C6711DSP+FPGA为核心设计了数字电视编码系统。其中FPGA单元用来完成图像信号的采集处理工作，DSP单元用来完成图像信号的压缩编码工作。从而在通用硬件平台上实现专用芯片功能。 论文对数字电视信源编码的核心算法一视频编码进行了深入地研究并给予具体实现。结合MPEG-2(Moving Pi cture Experts Group)视频编码标准和流程，合理调度DSP的资源，完成对DSP各个部分合理的配置，充分利用C6711片内各种资源的能力，完成对MPEG-2中主要部分：运动补偿，DCT变换，量化以及熵编码的程序设计。经过优化，显著提高了编码效率，采用模块化设计提高了视频编码的鲁棒性和可移植性。通过对总线的优化和对程序代码的优化，提高了系统运行的效率。通过各种技术的综合应用，高效的完成了视频编码的任务。

目录

文摘

英文文摘

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第1章绪论

1.1引言

1.2当今世界各国各种数字电视标准

1.2.1美国数字电视标准ATSC

1.2.2欧洲数字电视标准DVB

1.2.3日本数字电视的标准ISDB

1.2.4数字电视在我国的发展情况

1.3数字电视信源编码的意义

1.4 DSP发展介绍

1.5本文研究的主要内容

第2章MPEG2标准及信源编码

2.1 MPEG2简介

2.1.1概述

2.1.2视频部分介绍

2.2信源编码

2.2.1运动估计与运动补偿

2.2.2离散余弦变换

2.2.3量化与之字型扫描

2.2.4使用差分脉冲编码调制对直流系数进行编码

2.2.5 AC系数的行程编码和可变长(VLC)编码

第3章数字电视图像编码系统的硬件设计

3.1系统的主要硬件结构

3.2 TMS320C6711DSP部分的介绍

3.2.1 DSP结构功能介绍

3.2.2 DSP部分硬件设计

第4章信源图像编码系统的程序设计及实验过程

4.1图像采集

4.2图像处理

4.2.1初始化DSP

4.2.2编码程序实现过程

4.3系统实验

4.3.1硬件连接

4.3.2软件连接

4.3.3实验结果验证

4.4软件的优化

4.4.1利用优化编译器选项

4.4.2对代码的优化

4.4.3编码程序的总线优化

结论

致谢

参考文献