一种DVI高清视频延长传输的方法与实现

摘要

现代的工业生产中，管控中心与生产车间分离、工作站与操作间已经成为主流布局，对视频传输距离有着严格要求。DVI（Digital Visual Interface）作为一种高清视频信号接口，因为其自身信号的原因，无法进行长距离传输，且在很多建筑中无法进行二次土木施工和布线，只能用预留了双绞线进行通信。因此使用双绞线和DVI接口构建视频流传输系统有着强烈的市场需求。在一些特殊领域例如电力系统调度、民航空管中，对视频的实时性有严格要求，常规的视频传输系统延时较大，不能满足需求。本文针对以上两点提出了先进行压缩再进行传输的解决方案。
　　针对这个研究课题，调研并比较了众多主流视频压缩算法并结合DVI信号特点，最终选用二维整数DCT算法，借鉴音频压缩中的相关抖动处理技术，提出了一种高实时性、低复杂度、码流稳定的算法，并在文中完成了验证与测试。
　　另外，在硬件实现上，选用xilinx公司的一款将ARM与FPGA紧密结合的芯片Zynq-7000作为硬件实现的平台。ARM在运行操作系统、任务调度方面有优势，FPGA在高速数字信号处理方面有优势。在实际实现过程中，上层管理协议、任务调度、操作系统等采用ARM实现；DVI视频流输出、高速数据处理等采用FPGA协处理实现。通过软硬件协同设计充分发挥了ARM的灵活性和FPGA的实时性。
　　再次，在本文中提出的一种实时性高、复杂度低、码流稳定的视频压缩算法以及视频抖动处理算法，此算法的实现是通过对mjpg-streamer和VLC播放器的裁剪以及二次开发实现的，完成了软件部分的构建，并对系统各个功能进行了测试，验证了设计的正确性

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专用术语注释表

第一章 绪论

1.1 研究背景与意义

1.2 研究内容

1.3 文章结构

第二章 视频压缩算法设计

2.1 视频图像压缩处理原理

2.2 二维整数DCT算法

2.3 视频抖动压缩算法

2.4 本章小结

第三章 系统开发环境搭建

3.1 硬件平台介绍

3.2 搭建基于zynq的嵌入式linux系统

3.3 DVI视频输出设计

3.4 本章小结

第四章 系统功能的实现

4.1 mjpg-streamer研究与移植

4.2 VLC的研究与移植

4.3 本章小结

第五章 系统调试与验证

5.1 系统启动及DVI视频流输出测试

5.2 系统通信测试

5.3 系统整体测试

5.4 本章小结

第六章 总结与展望

6.1 论文总结

6.2 展望

参考文献

附录1 攻读硕士学位期间撰写的论文

附录2 攻读硕士学位期间参加的科研项目

附录3 攻读硕士学位期间的其他成果

致谢