基于SDI的视频数据采集的实现

论文摘要

视频信息以直观、携带信息量大等优点已成为人类获取信息的最主要载体,海量的视频数据就要求在存储和传输时要对原始数据进行编码。视频编码技术的发展对视频编码标准提出新的要求,目前国际国内的主流视频编码标准有MPEG、H.26x系列以及AVS(Audio Video coding Standard)。其中,AVS是我国具有自主知识产权的视频编码标准,基于AVS标准的各种设备已在广电系统中大量使用。SDI(Serial Digital Interface)接口的出现确保了在4: 2: 2数字演播室环境下各数字设备之间有效简单地连成一个系统,同时也大大简化了内部不同格式数据之间的转换,因此成为演播室数字电视节目制作系统中应用最广的接口。将SDI接口技术应用到AVS标准的设备上具有很广阔的前景。本文完成视频数据采集系统的设计工作,通过对SDI接口的研究,将通过SDI接口的视频数据作为采集的信号源,并以TI公司的DSP芯片DM642为核心组织硬件结构,通过对软件平台CCS3.1的研究与分析,给出了视频数据采集实现的软件流程图,并针对芯片外设的不同特性和功能需要,对EMIF、EDMA、GPIO、VPORT等模块进行恰当的配置,根据实际需要,通过软件编程与硬件配置相结合的方式,实现了SDI接口信号的采集,并通过对AVS编码理论的充分理解,将采集到的数字视频数据进行适当的预处理,转换为方便AVS编码器处理的码流形式并传输到由FPGA组成的编码器内核上,DSP视频采集与FPGA视频编码组成了一个完整的AVS编码器系统。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究的目的和意义
• 1.2 国内外相关领域的研究状况及分析
• 1.2.1 SDI的研究及发展现状
• 1.2.2 AVS的研究及发展现状
• 1.2.3 视频采集系统的研究及发展现状
• 1.3 本文主要研究的内容和结构
• 第2章 SDI的基本原理
• 2.1 SDI的基本概念
• 2.2 SDI物理层应用
• 2.2.1 SDI通路结构
• 2.2.2 SDI器件性能分析
• 2.2.3 SDI器件指标
• 2.3 SDI编解码
• 2.3.1 SDI并串转换
• 2.3.2 SDI编解码过程
• 2.3.3 组帧和TRS剪辑
• 2.4 SDI比特率
• 2.5 本章小结
• 第3章 AVS编码器的基本原理
• 3.1 视频编码原理
• 3.1.1 视频编码器的基本原理
• 3.2 AVS视频编码标准
• 3.2.1 AVS视频编码标准简介
• 3.2.2 AVS的主要特点
• 3.2.3 AVS标准的基本结构
• 3.3 AVS主要技术
• 3.3.1 帧内预测
• 3.3.2 帧间预测
• 3.3.3 变换和量化
• 3.3.4 可变长编码
• 3.3.5 环路滤波
• 3.4 AVS编码器工作原理
• 3.4.1 AVS视频编码器工作流程
• 3.4.2 AVS码流结构
• 3.5 本章小结
• 第4章 基于DM642 的系统软件平台
• 4.1 CCS代码生成工具
• 4.2 CCS集成开发环境（IDE）
• 4.2.1 编辑源程序
• 4.2.2 创建应用程序
• 4.2.3 调试应用程序
• 4.3 DSP/BIOS插件
• 4.3.1 嵌入式实时操作系统DSP/BIOS
• 4.3.2 DSP/BIOS功能概述
• 4.4 应用软件系统设计
• 4.4.1 二级引导程序
• 4.4.2 主体应用程序
• 4.5 本章小结
• 第5章 视频数据采集的实现
• 5.1 采集系统的硬件设计
• 5.1.1 系统设计要求及指标
• 5.1.2 硬件总体设计框架
• 5.1.3 电路接口安排
• 5.2 DM642 功能模块设计
• 5.2.1 DM642 芯片外设结构
• 5.2.2 EDMA模块设计
• 5.2.3 视频端口模块设计
• 5.2.4 EMIF模块设计
• 5.2.5 GPIO模块设计
• 5.3 视频数据预处理和传输
• 5.4 实现结果的验证
• 5.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢