基于ARM9的视频图像压缩处理系统的设计

论文摘要

近年来,随着嵌入式系统以及图像处理等技术的飞速发展,使基于嵌入式的视频监控系统的实现成为了可能,嵌入式与视频相结合的数据通信手段的研究已成为一个发展热点。本文在介绍了数字视频图像压缩标准和JPEG压缩算法后,通过分析系统需求,进行了各芯片的选择,完成了基于ARM9的视频图像压缩处理系统的设计,并对系统进行了分析测试。首先,在当今多种压缩技术当中,根据系统设计需求,本文设计选择了JPEG压缩标准,并对其技术做了介绍。然后提出了系统设计目标,通过系统功能需求分析,提出了系统的总体设计方案,并给出了系统硬件框图及软件流程框图。接下来具体介绍了系统硬件平台及软件设计。硬件平台介绍了视频采集单元中的视频采集芯片SAA7111A,视频压缩单元中的视频压缩芯片ZR36060,主控单元的微处理器S3C2440,以及电源电路、复位电路、拨码开关电路、Flash存储器电路、JTAG调试电路、UART接口等各功能模块硬件设计。软件设计中简要介绍了Liunx操作系统以及Boot Loader,主要介绍了SA7111A的驱动程序设计、ZR36060的初始化配置、Nand Flash的程序设计以及串口通信程序设计。最后,通过图像测试程序对系统进行了图像测试分析。由于采用嵌入式,本文设计的系统具有体积小、操作灵活的优点,可以应用于多种场合,为视频采集处理系统的构建提供一个可行的技术方案。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 论文课题的研究背景及意义
• 1.2 相关课题的研究历史及现状
• 1.2.1 嵌入式研究历史及现状
• 1.2.2 图像处理技术发展历史及现状
• 1.3 本论文主要工作
• 本章小节
• 第二章 视频图像压缩技术
• 2.1 视频压缩标准简介
• 2.1.1 H.26X 系列视频信号压缩标准
• 2.1.2 MPEG-X 系列视频信号压缩标准
• 2.1.3 JPEG-X 系列视频信号压缩标准
• 2.2 图像压缩标准的选择
• 2.3 JPEG 压缩技术
• 2.3.1 JPEG 压缩技术概述
• 2.3.2 无损压缩编码算法
• 2.3.3 自适应块离散余弦变换编码
• 本章小节
• 第三章 系统方案设计
• 3.1 系统设计目标
• 3.2 系统功能需求分析
• 3.2.1 系统总体单元模块设计
• 3.2.2 CPU 主控单元需求分析
• 3.2.3 视频采集单元和视频压缩单元需求分析
• 3.2.4 存储单元主需求分析
• 3.2.5 传输单元及其它需求分析
• 3.3 系统硬件总体方案设计
• 3.4 系统软件总体设计
• 本章小节
• 第四章 系统硬件平台设计
• 4.1 视频采集单元
• 4.1.1 视频采集芯片SAA7111A 的特点
• 4.1.2 SAA7111A 内部结构及工作原理
• 4.1.3 SAA7111A 接口设计
• 4.2 视频压缩单元
• 4.2.1 视频压缩芯片ZR36060 的特点
• 4.2.2 ZR36060 的结构功能
• 4.2.3 ZR36060 的工作模式
• 4.2.4 ZR36060 接口设计
• 4.3 ARM 主控单元
• 4.3.1 S3C2440 微处理器
• 4.3.2 电源电路设计
• 4.3.3 复位电路设计
• 4.3.4 拨码开关电路设计
• 4.3.5 Flash 存储器电路设计
• 4.3.6 SDRAM 存储器电路设计
• 4.3.7 JTAG 接口电路设计
• 4.3.8 串口电路设计
• 本章小结
• 第五章 系统软件设计
• 5.1 LINUX 系统概述
• 5.2 BOOT LOADER 介绍
• 5.2.1 Boot Loader 的概念
• 5.2.2 Boot Loader 的操作模式
• 5.2.3 Boot Loader 的编译运行
• 5.3 SA7111A 的驱动程序设计
• 5.4 ZR36060 的初始化配置
• 5.5 NAND FLASH 的程序设计
• 5.6 串口通信
• 本章小节
• 第六章 系统图像测试分析
• 6.1 系统测试平台
• 6.2 串口测试
• 6.3 图像测试程序
• 6.4 串口通信协议
• 6.4.1 测试命令概述
• 6.4.2 测试命令0
• 6.4.3 测试命令1
• 6.4.4 测试命令2
• 命令5'>6.4.5 测试命令3^命令5
• 6.4.6 测试命令6
• 6.4.7 测试命令7
• 6.4.8 测试命令8
• 6.5 图像测试分析结果
• 本章小结
• 总结与展望
• 1.本文工作总结
• 2.未来工作的展望
• 参考文献
• 附录A 串口程序代码
• 附录B 硬件实物图
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文
• 致谢