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全景摄像机的图像压缩系统的设计与实现

2020-12-07阅读(826)

全景摄像机的图像压缩系统的设计与实现

论文摘要

全景摄像是把相机环360度拍摄的一组或多组照片拼接成一个全景图像,通过计算机技术实现全方位互动式观看的真实场景的摄像技术。全景摄像机应用于数字城市、视频监控、电视制导导弹、机器视觉、机器人自我定位和导航等多个领域。它为图像处理、计算机技术、机器人视觉、人工智能等学科提供了一个理想的实验平台。全景摄像机系统由图像采集系统、图像整合系统、图像压缩系统和数据通信系统四个部分组成。其中图像压缩系统是整个系统的核心机构,在全景摄像机系统中起着重要作用。它的性能直接影响全景摄像机系统的实时性和图像质量。基于上述背景,结合当前全景摄像机的主要应用,基于上述背景,结合当前全景摄像机的主要应用,本文给出了基于JPEG压缩的全景摄像机系统的整体设计方案。本文研究了一种基于DSP芯片TMS320DM642的全景摄像机JPEG压缩系统设计方案,开发了PCI通讯的下位机驱动程序。论文首先简要介绍了全景摄像机图像压缩系统的历史与现状。其次,对全景摄像机压缩系统的总体设计作以详细的分析。然后详细介绍了全景摄像机图像压缩系统视频接口模块,SDRAM数据存储模块,FLASH烧写模块,PCI通信模块及系统电源模块的设计方法。接下来,在新的软件编译环境CCS下,给出了软件系统的程序流程,包括主程序,TMS320DM642的视频口驱动程序及PCI下位机驱动程序等。最后研究了基于TMS320DM642平台的JPEG压缩方法,并进行了实验验证。在文章的结尾,对本文的成果进行了总结并对今后的改进方向作出了展望。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第1章 绪论
  • 1.1 摄像机的发展
  • 1.2 全景摄像机的发展和研究现状
  • 1.3 图像处理系统的发展与研究现状
  • 1.4 课题研究的意义和研究价值
  • 1.4.1 课题的理论意义
  • 1.4.2 课题的研究价值
  • 1.4.3 主要研究的内容
  • 第2章 全景摄像机系统总体设计
  • 2.1 设计任务具体要求
  • 2.2 全景摄像机机械单元设计
  • 2.3 全景摄像机控制方案设计
  • 2.3.1 DSP芯片的选型
  • 2.3.2 系统接口方案论证
  • 2.4 全景摄像机系统单元设计
  • 2.4.1 摄像头单元
  • 2.4.2 系统整合单元
  • 2.4.3 数据压缩处理单元
  • 2.4.4 数据传输单元
  • 2.4.5 电源单元
  • 2.4.6 外部存储单元
  • 第3章 全景摄像机图像压缩系统的硬件设计与实现
  • 3.1 引言
  • 3.2 TMS320DM642的结构和内部功能模块
  • 3.2.1 TMS320DM642简介
  • 3.2.2 TMS320DM642结构
  • 3.2.3 中央处理器（CPU）
  • 3.2.4 TMS320DM642 Cache结构
  • 3.2.5 视频端口
  • 3.2.6 外部存储器接口EMIF
  • 3.2.7 EDMA
  • 3.2.8 PCI接口
  • 3.2.9 EEPROM接口
  • 3.2.10 通用I/O端口GPIO
  • 3.3 TMS320DM642外围电路设计
  • 3.3.1 电源设计
  • 3.3.2 复位电路设计
  • 3.3.3 时钟输入电路设计
  • 3.3.4 JPEG调试模块设计
  • 3.3.5 外部存储器SDRAM电路设计
  • 3.3.6 Flash电路模块设计
  • 3.3.7 DSP与FPGA通讯模块设计
  • 3.4 系统硬件设计的难点及关键技术
  • 第4章 全景摄像机图像压缩系统的软件设计与实现
  • 4.1 软件编译环境CCS简介
  • 4.2 DSP/BIOS实时操作系统
  • 4.2.1 DSP/BIOS结构和API模块
  • 4.2.2 CSL（chip support library）芯片支持库
  • 4.2.3 GIO模块
  • 4.2.4 TASK模块
  • 4.2.5 SCOM模块
  • 4.2.6 LOG模块
  • 4.2.7 MBX模块
  • 4.2.8 DSP/BIOS的线程
  • 4.2.9 DSP/BIOS的启动序列
  • 4.2.10 DSP/BIOS程序开发过程
  • 4.3 系统软件主程序
  • 4.4 系统驱动
  • 4.4.1 视频信号接收驱动
  • 4.4.4 PCI驱动
  • 4.5 图像处理子程序
  • 4.6 程序的引导和烧写
  • 4.6.1 DM642的引导方式
  • 4.6.2 FLASH烧写
  • 第5章 基于JPEG压缩算法的设计与实现
  • 5.1 多媒体数据压缩技术及相关标准
  • 5.2 JPEG图像压缩标准
  • 5.2.1 JPEG标准概述
  • 5.2.2 JPEG压缩特点
  • 5.2.3 JPEG压缩原理及过程
  • 5.3 JPEG压缩算法DSP上的实现
  • 5.4 JPEG算法在DSP上的优化
  • 5.4.1 调整程序结构
  • 5.4.2 使用合适的编译参数
  • 5.4.3 HUFFMAN编码的并行操作
  • 5.4.4 优化结果分析
  • 5.5 压缩图像实验结果与分析
  • 5.5.1 图像质量分析
  • 5.5.2 压缩系统性能分析
  • 第6章 总结与展望
  • 参考文献
  • 致谢
  • 攻读硕士学位期间获奖情况
  • 作者简介

    • 相关论文文献

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