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视频格式转换

视频格式转换是指通过一些软件,将视频的格式互相转化,使其达到用户的需求。常用的视频格式有影像格式(Video)、流媒体格式(StreamVideo)。每一种格式的文件需要有对应的播放器:MOV格式文件用QuickTime播放,RM格式的文件用RealPlayer播放。若出现只装有RealPlayer播放器,所有的却是一个MOV格式文件,为了播放,需要对视频进行格式转换。
  • 基于DSPFPGA的H264AVC实时编码器

    H.264/AVC是ITU-T和ISO联合推出的新标准,采用了近几年视频编码方面的先进技术,以较高编码效率和网络友好性成为新一代国际视频编码标准。 本文以实现D1格式的H.264/AVC实时编码器为目标,作者负责系统架构设计,软硬件划分以及部分模块的硬件算法设计与实现。通过对H.264/AVC编码器中主要模块的算法复杂度的评估,算法特点的分析,同时考虑到编码器系统的可伸缩性,可扩展性,本文采用了DSP+FPGA的系统架构。DSP充当核心处理器,而FPGA作为协处理器,针对编码器中最复杂耗时的模块一运动估计模块,设计相应的硬件加速引擎,以提供编码器所需要的实时性能。 H.264/AVC仍基于以前视频编码标准的运动补偿混合编码方案,其中一个主要的不同在于帧间预测采用了可变块尺寸的运动估计,同时运动向量精度提高到1/4像素。更小和更多形状的块分割模式的采用,以及更加精确的亚像素位置的预测,可以改善运动补偿精度,提高图像质量和编码效率,但同时也大大增加了编码器的复杂度,因此需要设计专门的硬件加速引擎。 本文给出了1/4像素精度的运动估计基于FPGA的硬件算法设计与实现,包括整像素搜索,像素插值,亚像素(1/2,1/4)搜索以及多模式选择(支持全部七种块分割模式)。设计中,将多处理器技术和流水线技术相结合,提供高性能的并行计算能力,同时,采用合理的存储器组织结构以提供高数据吞吐量,满足运算的带宽要求,并使编码器具有较好的可伸缩性。最后,在Modelsim环境下建立测试平台,完成了对整个设计的RTL级的仿真验证,并针对Altera公司的FPGA芯片stratixⅡ系列的EP2S60-4器件进行优化,从而使工作频率最终达到134MHz,分析数据表明该模块能够满足编码器的实时性要求。

    标签: DSPFPGA H264 264 AVC

    上传时间: 2013-07-24

    上传用户:sn2080395

  • 基于FPGA的JPEG压缩系统设计与实现

    对弓网故障的检测在列车提速的今天显得尤其重要,原始故障图像数据量的巨大使实时存储和传输故障图像极其困难。JPEG作为一种低复杂度、高压缩比的图像压缩标准在多媒体、网络传输等领域得到广泛的应用。和相同图像质量的其它常用文件格式(如GIF,TIFF,PCX)相比,JPEG是目前静态图像中压缩比最高的。 FPGA以其设计灵活、高速的卓越特性,逐渐成为许多应用中首先器件,尤其是与Verilog和VHDL等语言的结合,大大变革了电子系统的设计方法,加速了系统的设计进程。 本文旨在研究并实现一种实时采集并对特定帧进行压缩传输的方法。通过采用可编程逻辑器件FPGA来实现整个采集、显示、压缩和传输,使系统具有可定制、高速度等优点。 本文首先介绍了开发硬件可编程逻辑门阵列FPGA及其开发语言Veridlog,并介绍了FPGA的设计方法及开发流程;接着介绍了PAL制视频采集的相关知识及设计,其中主要包括基于I2C总线的模拟视频解码控制、视频的数字化ITU-R BT.601标准介绍及视频同步信号的获取、基于SDRAM的视频帧存储、VGA显示控制设计;随后介绍了JPEG标准,并根据故障检测的特点,设计了针对灰度图像压缩的JPEG编码器,设计中先分别对组成JPEG编码器的二维DCT变换模块、量化模块、Z字扫描模块、变换直流系数的差分脉冲编码模块、交流系数的游程编码模块、哈夫曼编码模块及打包模块进行了仿真测试,然后再对整个JPEG编码器进行了测试;最后设计了单帧视频的SRAM缓存,并将缓存的源图像采用本文设计的JPEG编码器进行压缩,再设计一个仅包含发送功能的UART 将压缩后的码流传输到PC机,在PC机上通过将接收的码流以ASCⅡ码的形式还原为采集图片。 本文实现了整个采集压缩系统,同时也进一步验证了本文设计的灰度图像JPEG编码器的正确性。相信本文无论是对弓网故障的图像检测,还是对于JPEG编码器的芯片设计都有一定的参考价值。

    标签: FPGA JPEG 压缩系统

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:cuiqiang

  • 高清视频编解码系统控制模块设计

    在航空航天,遥感测量,安全防卫以及家用影视娱乐等领域,要求能及时保存高清晰度的视频信号供后期分析、处理、研究和欣赏。因此,研究一套处理速度快,性能可靠,使用方便,符合行业相关规范的高清视频编解码系统是十分必要的。 本文首先介绍了高清视频的发展历史。并就当前相关领域的发展阐述了高清视频编解码系统的设计思路,提出了可行的系统设计方案。基于H.264的高清视频编码系统对处理器的要求非常高,一般的DSP和通用处理器难以达到性能要求。本系统选择富士通公司最新的专用视频编解码芯片MB86H51,实时编解码分辨率达到1080p的高清视频。芯片具有压缩率高,功耗低,体积小等优点。系统的控制设备由三块FPGA芯片和ARM控制器共同完成。FPGA芯片分别负责视频输入输出,码流输入输出和主编解码芯片的控制。ARM作为上层人机交互的控制器,向系统使用者提供操作界面,并与主控FPGA相连。方案实现了高清视频的输入,实时编码和码流存储输出等功能于一体,能够编码1080p的高清视频并存储在硬盘中。系统开发的工作难点在于FPGA的程序设计与调试工作。其次,详细介绍了FPGA在系统中的功能实现,使用的方法和程序设计。使用VHDL语言编程实现I2C总线接口和接口控制功能,利用stratix系列FPGA内置的M4K快速存储单元实现128K的命令存储ROM,并对设计元件模块化,方便今后的功能扩展。编程实现了PIO模式的硬盘读写和SDRAM接口控制功能,实现高速的数据存储功能。利用时序状态机编程实现主芯片编解码控制功能,完成编解码命令的发送和状态读取,并对设计思路,调试结果和FPGA资源使用情况进行分析。着重介绍设计中用到的最新芯片及其工作方式,分析设计过程中使用的最新技术和方法。有很强的实用价值。最后,论文对系统就不同的使用情况提出了可供改进的方案,并对与高清视频相关的关键技术作了分析和展望。

    标签: 高清视频 编解码 系统控制 模块设计

    上传时间: 2013-07-26

    上传用户:shanml

  • 基于FPGA的MJPEG编码器

    在视频传输系统中,最大障碍是视频数据的大数据量传输。故压缩就显得尤为必要。MJPEG是以25帧每秒传输的JPEG图像。本文根据JPEG基本压缩模式,通过前端图像采集芯片输出标准的4:2:2格式的图像流,在XILINX公司的SPARTAN IIE芯片下压缩,获得了良好效果,压缩比达到10:1。中间的各个环节同MATLAB下同等压缩相比,除了精度上有点差别外,基本一致。同专用芯片相比,比专用芯片灵活得多,FPGA内部全部是可编程,烧写不同的程序便可实现不同的压缩。同DSP相比,压缩时间极大的提高,同周霖的“基于DSP技术的静态图像压缩编码”一文中编码所需的时间进行比较(DCT变换消耗4224个指令,量化Z排序耗960指令,huffman编码至少耗1400指令),假设令其采用6000系列DSP,指令周期为6ns,运算速度为1336MIPS。压缩一个8*8DCT块,采用高档的DSP,消耗39tJs,而采用27M的FPGA只需6us,若采用FPGA内部自带的DLL将时钟倍频到54M,则只需要3us.本设计同传统的压缩实现方式相比,在速度和灵活性上有了极大的提高。

    标签: MJPEG FPGA 编码器

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:TI初学者

  • 基于FPGA的OFDM调制解调器的设计与实现

    正交频分复用(OFDM)技术是一种多载波数字调制技术,具有频谱利用率高、抗多径干扰能力强、成本低等特点,适合无线通信的高速化、宽带化及移动化的需求,将成为下一代无线通信系统(4G)的核心调制传输技术。 本文首先描述了OFDM技术的基本原理。对OFDM的调制解调以及其中涉及的特性和关键技术等做了理论上的分析,指出了OFDM区别于其他调制技术的巨大优势;然后针对OFDM中的信道估计技术,深入分析了基于FFT级联的信道估计理论和基于联合最大似然函数的半盲分组估计理论,在此基础上详细研究描述了用于OFDM系统的迭代的最大似然估计算法,并利用Matlab做了相应的仿真比较,验证了它们的有效性。 而后,在Matlab中应用Simulink工具构建OFDM系统仿真平台。在此平台上,对OFDM系统在多径衰落、高斯白噪声等多种不同的模型参数下进行了仿真,并给出了数据曲线,通过分析结果可正确评价OFDM系统在多个方面的性能。 在综合了OFDM的系统架构和仿真分析之后,设计并实现了基于FPGA的OFDM调制解调系统。首先根据802.16协议和OFDM系统的具体要求,设定了合理的参数;然后从调制器和解调器的具体组成模块入手,对串/并转换,QPSK映射,过采样处理,插入导频,添加循环前缀,IFFT/FFT,帧同步检测等各个模块进行硬件设计,详细介绍了各个模块的设计和实现过程,并给出了相应的仿真波形和参数说明。其中,针对定点运算的局限性,为系统设计并自定义了24位的浮点运算格式,参与傅立叶反变换和傅立叶变换的运算,在系统参数允许的范围内,充分利用了有限资源,提高了系统运算精度;然后重点描述了基于FPGA的快速傅立叶变换算法的改进、优化和设计实现,针对原始快速傅立叶变换FPGA实现算法运算空闲时间过多,资源占用较大的问题,提出了带有流水作业功能、资源占用较少的快速傅立叶变换优化算法设计方案,使之运用于OFDM基带处理系统当中并加以实现,结果满足系统参数的需求。最后以理论分析为依据,对整个OFDM的基带处理系统进行了系统调试与性能分析,证明了设计的可行性。 综上所述,本文完成了一个基于FPGA的OFDM基带处理系统的设计、仿真和实现。本设计为OFDM通信系统的进一步改进提供了大量有用的数据。

    标签: FPGA OFDM 调制解调器

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:vaidya1bond007b1

  • 基于FPGA的频率域MPEG2码率转换

    近年来,随着网络技术的发展和视频编码标准受到广泛接受,视频点播、视频流和远程教育等基于网络的多媒体业务逐渐普及。为了对拥有不同终端资源,不同接入网络以及不同兴趣的用户提供灵活的多媒体数据访问服务,多媒体数据的内容需要根据应用环境动态调整,转码正是实现这一挑战性任务的关键技术之一。 视频转码对时间的要求非常苛刻,以至于用高速的通用微处理器芯片也无法在规定的时间内完成必要的运算。因此,必须为这样的运算设计一个专用的高速硬线逻辑电路,在高速FPGA器件上实现或制成高速专用集成电路。用高密度的FPGA来构成完成转码算法所需的电路系统,实现专用集成电路的功能,因其成本低、设计周期短、功耗小、可靠性高、使用灵活等优点而成为适合本课题的最佳选择。 本文根据MPEG-2中可变长编码(VLC)理论,采用了两级查找表减少了VLC存储空间的使用,完成VLC编码的实现。根据MPEG-2中关于System Packet的定义,针对FPGA可实现性,以空间换取复杂度的减少,实现了PES包的打包模块。根据MPEG-2相应的转码理论,完成了对系统解码模块相应的连接和调试,对解码模块以真实的bit流进行了贴近板级的情况的仿真。根据MPEG-2中TM5的算法的局限性,分析得出只需要对P帧进行相应处理即可改进场景变换对视频质量的影响,完成对TM5的算法的改进。通过性能估算和电路仿真,各模块的吞吐率能够满足转码系统的要求。

    标签: MPEG2 FPGA 频率 码率

    上传时间: 2013-07-22

    上传用户:shinesyh

  • 基于FPGA的视频编码器的设计

    未来的时代是信息时代,信息需要通过媒体来进行记录、传播和获取。视频数据的压缩技术和解压缩技术成了多媒体技术中的关键技术之一,本论文设计的芯片正是基于FPGA实现视频编码器的设计,主要面向于对音频和视频信号进行压缩和解压缩的广泛场合。 本论文首先对FPGA技术做了介绍,主要从FPGA的结构和特点,阐述了FPGA设计的输入、综合、仿真、实现等,其次介绍了当今主流的视频编码标准,如H.263、H.264。本论文基于FPGA来实现视频编码,提出了视频编解码器系统设计方案,包括系统设计和模块设计,最后,文章又提出了图像预处理部分和运动估计部分的设计思想和实现步骤,其中的运动估计设计部分是整个论文的关键,以及通过仿真得到理想的结果。

    标签: FPGA 视频编码器

    上传时间: 2013-06-28

    上传用户:aa17807091

  • 基于FPGA的视频运动目标检测系统

    视频运动目标检测是数字视频信号处理、分析应用的一个重要领域,在民用和军事上有着广泛的应用,实现可靠、快速的运动目标检测系统有着非常重要的意义。 本文详细介绍了基于FPGA的视频运动目标检测系统的软硬件设计方法及其实现方案。首先介绍了视频信号的分类和性质,在此基础上,讨论分析了当前三种主要的运动目标检测算法的基本原理和优缺点;然后对运动目标检测系统的硬件设计制定了详细的方案,为系统的实现提供了稳定良好的硬件平台;最后,在前面分析研究的基础上,详细介绍了系统的FPGA硬件实现过程。 本文通过对视频运动目标检测算法的分析研究,采用了一种改进的帧间差分算法,并结合系统任务,最终开发了一种基于Altera公司CYCLONE系列FPGA芯片的实时视频运动目标检测系统。采用FPGA实现系统设计,可提高系统的处理速度,同时具有良好的灵活性和适应性。实际应用表明,本文所设计的运动目标检测系统能很好地检测出运动目标,并具有较好的抗干扰能力。

    标签: FPGA 视频运动 目标检测

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:hustfanenze

  • 基于FPGA的图像压缩卡设计

    目前的国内的CCD高清摄相头能够输出一组视频信号和数字图像信号,虽然视频信号能够直接在监视器显示,但是输出的数字图像信号占用存储空间太大,不便于进行传输。本文设计了一种基于FPGA的数字图像压缩卡。 在过去的十几年中,国际标准化组织制订了一系列的国际视频编码标准并广泛应用到各种领域。It.264/AVC是ITU-T和ISO联合推出的新标准,采用了近几年视频编码方面的先进技术,以较高编码效率和网络友好性成为新一代国际视频编码标准。 新发展的H.264/AVC比原有的视频编码标准大幅度提高了编码效率,但其运算复杂度也大大增加,本文简要分析了H.264/AVC的复杂度及其优化的途径,给出了主要模块的优化算法实验结果。 H.264/AVC仍基于以前视频编码标准的运动补偿混合编码方案,主要不同有:增强的运动预测能力,准确匹配的较小块变换,自适应环内滤波器,增强的熵编码。测试结果表明这些新特征使H.264/AVC编码器提高50%编码效率的同时,增加了一个数量级的复杂度。实际中恰当地使用H.264/AVC编码工具可以较低的实现复杂度得到与复杂配置相当的编码效率。故实际编码系统开发需要在运算复杂性和编码效率之间进行折衷、兼顾考虑。H.264/AVC引入的新编码特征既增加基本模块的复杂度,也成倍增加算法的复杂度。针对它们的作用和实现方法的不同,可采用不同的硬件实现方法。本文基于上述思路进行优化,具体的工作包括:针对去块滤波的复杂性,本文提出一种适合硬件实现的算法,使其在节省了资源的同时,很好的达到了标准所定义的性能。针对变换量化的复杂性,本文提出一种既满足整体的硬件流水结构,又极大的降低了硬件资源的实现方法。针对码率控制的实现,本文提出了一种有别于传统实现方式的算法,在保证实时性的同时,极大的提高了编码器的性能。本文基于上述算法还进行Baseline Profile编码器的研究,给出了一种实时编码器结构,实现了对高清图像格式(720P)的实时编码,并将其和当前业界先进水平进行了对比,表明本文所实现得结构能够达到当前业界的先进水平。

    标签: FPGA 图像 压缩卡

    上传时间: 2013-07-23

    上传用户:yepeng139

  • 基于FPGA浮点运算器的设计

    在很多高精度计算场合需要采用浮点运算。过去用门电路进行各种运算通常为定点运算,但其计算精度有限。随着现场可编程门阵(FPGA)的迅速发展,可以采用FPGA实现浮点运算。 本文首先介绍定点数和浮点数的格式,完成基于FPGA的几种常用浮点运算器的VHDL设计,包括浮点数与定点数之间的相互转换,浮点加法器、减法器、乘法器以及除法器。在这些浮点运算单元电路中采用多级流水线技术,并在某些方面优化算法,提高了运算器的性能。在此基础上讨论浮点运算器的应用,通过调用自主开发的浮点乘、加模块设计浮点FIR滤波器,并将其应用于正交中频采样,结果表明浮点运算的正交中频采样可以得到更高的镜频抑制比。最后应用浮点运算模块设计浮点FFT处理器,在FPGA中实现高精度的FFT处理。

    标签: FPGA 浮点运算器

    上传时间: 2013-05-20

    上传用户:hechao3225