本文基于数据驱动原理提出并用 FPGA 实现了MPEG-2 MP@HL 的视频解码器。该解码器中的各个模块具有高内聚,低耦合的特点。只要各个模块符合数据驱动的工作方式,模块就能自我正常工作。由
上传时间: 2013-06-19
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随着人们对于数字视频和数字图像的需求越来越大,数字电视广播和手机电视迅速发展起来,但是人们对于数字图像质量的要求也越来越高。对于观众来讲,画面的质量几乎是最为重要的,然而由于信道传输特性不理想和加性噪声的影响,不可避免地会产生误码,导致图像质量的下降,甚至无法正常收看。因此,为了保障图像质量就需要采用纠错编码(又称信道编码)的方式来实现通信。在数字视频广播系统(DVB)中,无论是卫星传输,电缆传输还是地面传输都采用了信道编码。 本文首先深入研究DVB标准中的信道编码部分的关键技术;然后依照DVB-T标准技术要求,设计并硬件实现了数字视频传输的信道编解码系统。在该系统中,编解码器与信源端的接口利用了MPEG-2的视频传输接口同步并行接口(SPI),这种接口的应用让系统具有很强的通用性;与信道端接口采用了G.703接口,具有G.703接口功能和特性的数据通信设备可以直接与数字通信设备连接,这使得应用时对于信道的选择具有较大的灵活性。 在深入理解RS编解码算法,卷积交织/解交织原理,卷积编码/VITERBI译码算法原理的基础上,本文给出了解码部分的设计方案,并利用Xilinx公司的SpartanⅢ系列XC3S2000芯片完成方案的硬件实现。在RS解码过程中引入了流水线机制,从而很大程度上提高了解码效率。解交织器部分采用了RAM分区循环法,利用对RAM读写地址的控制实现解卷积交织,这种方法控制电路简单,实现速度比较快,代价小。VITERBI译码器采用截尾译码,在几乎不影响译码准确度的基础上大大提高了解码效率。
上传时间: 2013-07-16
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H.264/AVC是ITU与ISO/IEC(International Standard Organization/Intemational Electrotechnical Commission国际标准化组织/国际电工委员会)联合推出的活动图像编码标准。作为最新的国际视频编码标准,H.264/AVC与MPEG-4、H.263等视频编码标准相比,性能有了很大提高,并已在流媒体、数字电视、电话会议、视频存储等诸多领域得到广泛的应用。基于上下文的自适应二进制算术编码(Conrext-based Adaptive Binary Arithmetic Coding,CABAC)是H.264/AVC的两个熵编码方案之一,相对于另一熵编码方案-CAVLC(基于上下文的自适应可变长编码),CABAC具有更高的数据压缩率:在同等编码质量下要比CAVLC提高10%~15%的压缩率。CABAC能实现很高的数据压缩率,但这是以增加实现的复杂性为代价的。在已有的硬件实现方法上,CABAC的解码效率并不高。 论文在深入研究CABAC解码算法及其实现流程,并在仔细分析了H.264/AVC码流结构的基础上,总结出了影响CABAC解码效率的各个环节,并以此为出发点,对CABAC解码所需中的各个功能模块进行了优化设计,设计出一种新的CABAC解码器结构,相对于一般的CABAC解码器,它的解码效率得到了显著提高。论文针对影响CABAC解码过程的"瓶颈"问题一多次访问存储部件影响解码速率,提出了新的存储组织方式,并根据CABAC的码流结构特性,采用4个子解码器级联的方式来进一步提高解码速率。 最后,用Verilog语言对所设计的CABAC解码器进行了描述,用EDA软件对其进行了仿真,并在FPGA上验证了其功能,结果显示,该CABAC解码器结构显著提高了解码效率,能够满足高档次实时通讯的要求。
上传时间: 2013-07-03
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在航空航天,遥感测量,安全防卫以及家用影视娱乐等领域,要求能及时保存高清晰度的视频信号供后期分析、处理、研究和欣赏。因此,研究一套处理速度快,性能可靠,使用方便,符合行业相关规范的高清视频编解码系统是十分必要的。 本文首先介绍了高清视频的发展历史。并就当前相关领域的发展阐述了高清视频编解码系统的设计思路,提出了可行的系统设计方案。基于H.264的高清视频编码系统对处理器的要求非常高,一般的DSP和通用处理器难以达到性能要求。本系统选择富士通公司最新的专用视频编解码芯片MB86H51,实时编解码分辨率达到1080p的高清视频。芯片具有压缩率高,功耗低,体积小等优点。系统的控制设备由三块FPGA芯片和ARM控制器共同完成。FPGA芯片分别负责视频输入输出,码流输入输出和主编解码芯片的控制。ARM作为上层人机交互的控制器,向系统使用者提供操作界面,并与主控FPGA相连。方案实现了高清视频的输入,实时编码和码流存储输出等功能于一体,能够编码1080p的高清视频并存储在硬盘中。系统开发的工作难点在于FPGA的程序设计与调试工作。其次,详细介绍了FPGA在系统中的功能实现,使用的方法和程序设计。使用VHDL语言编程实现I2C总线接口和接口控制功能,利用stratix系列FPGA内置的M4K快速存储单元实现128K的命令存储ROM,并对设计元件模块化,方便今后的功能扩展。编程实现了PIO模式的硬盘读写和SDRAM接口控制功能,实现高速的数据存储功能。利用时序状态机编程实现主芯片编解码控制功能,完成编解码命令的发送和状态读取,并对设计思路,调试结果和FPGA资源使用情况进行分析。着重介绍设计中用到的最新芯片及其工作方式,分析设计过程中使用的最新技术和方法。有很强的实用价值。最后,论文对系统就不同的使用情况提出了可供改进的方案,并对与高清视频相关的关键技术作了分析和展望。
上传时间: 2013-07-26
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JPEG是联合图像专家组(Joint Picture Expert Group)的英文缩写,是国际标准化组织(ISO)和CCITT联合制定的静态图像压缩编码标准。JPEG的基于DCT变换有损压缩具有高压缩比特点,被广泛应用在数据量极大的多媒体以及带宽资源宝贵的网络程序中。 动态图像的JPEG编解码处理要求图像恢复质量高、实时性强,本课题就是针对这两个方面的要求展开的研究。该系统由图像编码服务器端和图像解码客户端组成。其中,服务器端实时采集摄像头传送的动态图像,进行JPEG编码,通过网络传送码流到客户端;客户端接收码流,经过JPEG解码,恢复出原始图像送VGA显示。设计结果完全达到了实时性的要求。 本文从系统实现的角度出发,首先分析了系统开发平台,介绍FPGA的结构特点以及它的设计流程和指导原则;然后从JPEG图像压缩技术发展的历程出发,分析JPEG标准实现高压缩比高质量图像处理的原理;针对FPGA在算法实现上的特点,以及JPEG算法处理的原理,按照编码和解码顺序,研究设计了基于改进的DA算法的FDCT和IDCT变换,以及按发生频率进行优化的霍夫曼查找表结构,并且从系统整体上对JPEG编解码进行简化,以提高系统的处理性能。最后,通过分析Nios嵌入式微处理器可定制特性,根据SOPC Builder中Avalon总线的要求,把图像采集,JPEG图像压缩和网络传输转变成用户自定义模块,在SOPC Builder下把用户自定义模块添加到系统中,由Nios嵌入式软核的控制下运行,在FPGA芯片上实现整个JPEG实时图像编解码系统(soc)。 在FPGA上实现硬件模块化的JPEG算法,具有造价低功耗低,性能稳定,图像恢复后质量高等优点,适用于精度要求高且需要对图像进行逐帧处理的远程微小目标识别和跟踪系统中以及广电系统中前期的非线性编辑工作以及数字电影的动画特技制作,对降低成本和提高图像处理速度两方面都有非常重大的现实意义。通过在FPGA上实现JPEG编解码,进一步探索FPGA在数字图像处理上的优势所在,深入了解进行此类硬件模块设计的技术特点,是本课题的重要学术意义所在。
上传时间: 2013-04-24
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由于旋转变压器的高精度高可靠性等特点,广泛的应用于如航空、航天、船舶、兵器、雷达、通讯等领域。旋转变压器输出模拟量交流信号,经过数字处理转换为数字角度信号才能进入计算机或其他控制系统,而这种数字处理比较复杂,采用专用的旋转变压器解码芯片想达到理想的精度通常需要较高的成本,限制了它在其他领域的应用。传统的角测量系统面临的问题有:体积、重量、功耗偏大,调试、误差补偿试验复杂,费用较高。 现场可编程门阵列(FPGA)是近年来迅速发展起来的新型可编程器件。随着它的不断应用和发展,也使电子设计的规模和集成度不断提高。同时也带来了电子系统设计方法和设计思想的不断推陈出新。 本文的目的是研究利用FPGA实现旋转变压器的硬件解码算法,设计基于FPGA的旋转变压器解码系统。 在本文所设计的系统中,通过FPGA芯片产生旋转变压器的激励信号,再控制A/D转换器对旋转变压器的模拟信号的数据进行采样和转换,并对转换完的数据进行滤波处理,使用基于CORDIC算法流水线结构设计的反正切函数模块解算出偏转角θ,最后通过串行口将解算的偏差角数据输出。本文还分析了该系统误差产生的原因和提高系统精度的方法。 实验结果表明,本文所设计的旋转变压器解码器的硬件组成和软件实现基本能够较精确的完成上述的信号转换和数据运算。
上传时间: 2013-05-23
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差错控制编码技术是现代通信技术中的关键技术之一,在移动通信、数字电视、计算机存储等数据通信系统中得到了广泛应用。在信道条件恶劣的情况中,常采用纠错能力更强的级联编解码方法,进行差错控制。本课题以RS码、LDPC 码...
上传时间: 2013-05-25
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近年来,随着宽带网络的普及和多媒体技术的发展,视频压缩编码技术成为人们研究的热点。由于编解码算法复杂度的提高,尤其是本文研究的H.264/AVC视频标准,需要处理的数据量很大,用一般的软件来实现会比较慢,而ASIC芯片价格...
上传时间: 2013-04-24
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通信接口--编解码 曼彻斯特编码(Manchester Encoding),也叫做相位编码(PE),是 一个同步时钟编码技术,被物理层使用 来编码一个同步位流的时钟和数据
上传时间: 2013-06-30
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内容提要: 本书深入浅出,全面系统地介绍了PC机及单片机数据通信技术.内容包括:数据通信的基本概念,MODEM及编/解码技术、串行通信总线标准及接口技术、8051单片机间串行通信技术、PC机间的通信技术和PC机与8051间的通信技术。 本书内容丰富、新颖、实用,便于自学。适合作为大、中专院校计算机通信及相关专业的教材或参考书,也可供广大工程技术人员和爱好者参考。 第1章 数据通信基础 1.1 串行数据通信 1.1.1 数据通信的概念 1.1.2 串行通信的传送方式 1.1.3 异步通信和同步通信 1.1.4 波特率和接收/发送时钟 1.2 串行通信的过程及通信协议 1.2.1 串一并转换与设备同步 1.2.2 串行通信协议 1.3 通信介质的选择 1.3.1 通信同轴电缆 1.3.2 双绞线 1.3.3 电话线 1.3.4 电力线 1.3.5 光缆 第2章 数据通信中... [显示全部]
上传时间: 2013-11-22
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