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文檔簡介
1、本論文旨在研究設(shè)計(jì)一臺(tái)用于水下環(huán)境的,集視頻實(shí)時(shí)采集、視頻高壓縮比壓縮和視頻實(shí)時(shí)傳輸功能于一體的數(shù)字視頻傳輸系統(tǒng)。 我國是一個(gè)海洋大國,海洋國土面積300多萬平方公里。海洋中蘊(yùn)含著豐富的資源,在我國可持續(xù)發(fā)展中,海洋的作用越來越突出。要對海洋資源進(jìn)行探索研究,就需要采集水下的視頻圖像信息,而海洋的復(fù)雜環(huán)境決定了完成這項(xiàng)工作的難度和復(fù)雜性。因而,開展水下視頻無線傳輸?shù)难芯?,在國民?jīng)濟(jì)和軍事上都具有重要的價(jià)值和意義。 利用有
2、限帶寬的水聲信道實(shí)時(shí)傳輸視頻圖像的關(guān)鍵技術(shù)為:一是高效的視頻圖像壓縮技術(shù),二是高效的水聲Modem研制。而高效的視頻圖像壓縮技術(shù)有可細(xì)分為高效的視頻圖像壓縮算法和高效的視頻壓縮電路,而后者就是本文的主要研究內(nèi)容。 本文設(shè)計(jì)的水下視頻數(shù)字傳輸系統(tǒng)按照功能劃分為三大功能模塊:視頻采集模塊、視頻壓縮模塊和視頻傳輸模塊。 本系統(tǒng)使用先進(jìn)的SOPC技術(shù),對各功能模塊設(shè)計(jì)IP核化和“自頂向下”的設(shè)計(jì)理念,符合技術(shù)發(fā)展要求、切合研發(fā)、
3、調(diào)試的實(shí)際,利于系統(tǒng)的升級(jí)與維護(hù)。在視頻采集模塊中,完成了攝像頭和SAA7113H的IP核控制器的編寫工作;在視頻壓縮部分,在對先進(jìn)的視頻壓縮編碼技術(shù)進(jìn)行簡單回顧并介紹了一種針對水下視頻特點(diǎn)提出的高效壓縮編碼技術(shù),其壓縮比可達(dá)到250:1~500:1。隨后,針對算法結(jié)構(gòu)的特點(diǎn),研究了水下視頻高壓縮比編碼算法的硬件實(shí)現(xiàn),提出了基于FPGA的DSP開發(fā)方案,并通過DSPBuilder、ModelSim等EDA工具完成了部分硬件實(shí)現(xiàn)任務(wù)。在視
4、頻預(yù)處理算法中,完成了5/3離散提升小波變換的正變換、逆變換的模型搭建和仿真實(shí)驗(yàn);在幀內(nèi)編碼算法中,完成了DPCM編碼的模型搭建和仿真驗(yàn)證;在幀間編碼算法中,完成了查找匹配塊的算法的模型搭建和仿真實(shí)現(xiàn)。積累了大量算法硬件實(shí)現(xiàn)的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn),為進(jìn)一步提高壓縮編碼算法的硬件化程度奠定了基礎(chǔ)。最后一部分,針對所搭建系統(tǒng)雙FPGA雙NIOS協(xié)同工作的特點(diǎn),進(jìn)行了傳輸接口設(shè)計(jì),為將來與水聲節(jié)點(diǎn)的模塊對接提供了良好的軟、硬件接口。 最后,對與論
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