论文摘要
本文首先概述了现阶段主流的视频压缩编码规范标准及其采用的主要技术和应用目标并对各自的技术特点进行分析比较，然后根据无线传输无人机视频图像的特点，选用主流视频压缩编码规范标准进行基于仿真的性能对比试验得出一些结论。根据以上结论并结合现实情况，选定三种系统方案进行了不同程度的软硬件原理试验，这三种方案是：基于DSP实现的MPEG-2系统方案、基于FPGA实现的H．263系统方案和基于M-JPEG核实现的系统方案。通过硬件原理试验得到了系统的关键指标数据，在此基础上对系统方案进行挖潜论证和深入分析对比后，结合现阶段的技术储备和水平，选定以基于DSP实现的MPEG-2系统方案作为基本方案，在此方案基础上进行优化设计、适应性改造和新技术移植以达到最终的性能指标要求。该系统应用在无人机机载的基于衡定速率无线视距链路的实时图像传输领域，图像信息进入对无人机飞行姿态进行闭环控制的回路，所以对图像的实时性要求高，对图像时延特别敏感。根据以上特点，在基本方案基础上从硬件结构、编解码帧结构、显示同步、差错控制、容错机制等多方面进行了适应性改造和优化，尤其是在编解码帧结构方面有独特改进，较MPEG-2标准有较大的改变，通过巧妙的安排帧结构达到了显著缩短时延和提高图像质量的效果。针对在无线视距链路传输存在较高误码率的情况，将MPEG-4和H．264标准中的差错控制和容错机制应用于此系统，使得系统在较高的链路误码率条件下也能获得较好的视频图像质量。在该系统设计中对系统时延提出了明确的指标要求，但以前都没有一种精确测量系统时延的方案和相应的测试系统，为此专门设计了一个能够精确测量图像压缩编解码系统通过无线视距链路传输后整体时延的方案并研制了一套完整的测试系统。最后，对本文工作进行了总结，并对低时延图像压缩、解压缩技术下一步研究提出了建议。