基于车载移动视频处理系统视频采集与压缩模块的设计与实现

论文摘要

随着信息社会的发展,人们对多媒体信息特别是视频信息的需求与日俱增,视频监控、视频会议、视频电话等应用已经非常普遍。近几年,移动设备的视频处理系统成为新的研究热点,如火车监控系统、手持移动设备、军用移动监控设备等,因此该领域的研究具有重大的实际应用价值。本论文的工作基于车载移动视频处理系统的设计和实现完成,要求在满足一定的压缩比和视频质量的前提下,能够实时地采集和压缩分辨率为720×576的视频图像。我们采用FVID驱动模型来设计图像采集程序。鉴于该系统对压缩比要求不高但是对实时性的要求苛刻,选取不需要帧间预测的JPEG压缩标准,处理设备选用专用的多媒体处理芯片TMS320DM642,并进一步通过优化提高代码执行效率,达到对视频实时采集和压缩的目的。本文从系统的实际需求出发,通过分析现有的图像和视频编码标准及主流的多媒体处理芯片,制定了采用JPEG编码和TMS320DM642芯片的系统实施方案,完成的主要工作如下：(1)制定视频采集方案,采用FVID驱动模型编写底层视频采集程序,实现视频图像实时采集；(2)详细分析了JPEG编码的各个流程模块,完成基于CCS开发环境的JPEG编码在DM642上的实现；(3)结合DM642特有的硬件结构,从算法改进、存储器配置、流水线、EDMA技术等几个方面对程序进行了深入的优化,使系统编码效率达到了预期的目标,即每秒处理25帧分辨率为720×576的视频图像。

论文目录

• 致谢
• 中文摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 车载移动视频处理系统简介
• 1.2 视频编码方法分析比较
• 1.3 DSP技术发展及研究现状
• 1.4 系统实现方案分析
• 1.5 论文结构安排
• 2 视频压缩方法与系统软硬件平台
• 2.1 视频和图像压缩方法
• 2.1.1 基本思想
• 2.1.2 编码方法分类
• 2.1.3 视频压缩系统的性能评价和度量
• 2.2 JPEG编码方法
• 2.2.1 JPEG基本知识
• 2.2.2 JPEG编码流程分析
• 2.2.3 YUV数据存储格式
• 2.3 硬件开发环境
• 2.3.1 TMS320DM642简介
• 2.3.2 CPU内核
• 2.3.3 存储结构
• 2.4 软件开发环境
• 2.4.1 CCS开发环境及平台搭建
• 2.4.2 基于CCS软件开发流程
• 2.4.3 基于CCS系统调试方法
• 2.5 本章小结
• 3 基于DM642视频采集的设计与实现
• 3.1 视频采集模块硬件设计
• 3.1.1 采集系统设计图
• 2C'>3.1.2 I²C
• 3.1.3 电路连接
• 3.2 视频采集模块流程设计和实现
• 3.2.1 驱动模型选择
• 3.2.2 硬件初始化工作
• 3.2.3 视频采集流程设计与实现
• 3.3 测试结果
• 3.4 本章小结
• 4 基于DM642视频压缩的设计与实现
• 4.1 JPEG各模块在DM642上的实现
• 4.1.1 8×8分块
• 4.1.2 DCT（离散余弦变换）
• 4.1.3 量化和之字形扫描
• 4.1.4 熵编码
• 4.1.5 算法软件仿真
• 4.2 基于环境差异的开发及调试
• 4.3 测试结果
• 4.4 本章小结
• 5 基于DM642的系统优化
• 5.1 算法优化
• 5.1.1 基于IMGLIB算法优化
• 5.1.2 Huffman码表优化
• 5.2 利用硬件资源优化
• 5.2.1 存储系统优化
• 5.2.2 使用EDMA技术优化
• 5.2.3 利用软件流水技术优化
• 5.2.4 使用内联函数优化
• 5.2.5 并行汇编优化
• 5.3 利用编译选项优化
• 5.4 测试结果
• 5.5 本章小结
• 6 总结
• 参考文献
• 作者简历
• 学位论文数据集