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MPEG-AUDIO

  • 二维DCT/IDCT处理核的FPGA设计与实现

    离散余弦变换(DCT)及其反变换(IDCT)在图像编解码方面应用十分广泛,至今已被JPEG、MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4和H.26x等国际标准所采用。由于其计算量较大,软件实现往往难以满足实时处理的要求,因而在很多实际应用中需要采用硬件设计的DCT/IDCT处理电路来满足我们对处理速度的要求。本文所研究的内容就是针对图像处理应用的8×8二维DCT/IDCT处理核的硬件实现。 本文首先介绍了DCT和IDCT在图像处理中的作用和原理,详细说明了DCT变换实现图像压缩的过程,并与其它变换比较说明了用DCT变换实现图像压缩的优势。接着,分析研究了DCT的各种快速算法,总结了前人对DCT快速算法及其实现所做的研究。本文给出了两种性能、资源上有一定差异的二维DCT/IDCT的FPGA设计方案。两种方案均利用DCT的行列分离特性,采用流水线设计技术,将二维DCT/IDCT实现转化为两个一维DCT/IDCT实现。在一维DCT/IDCT设计中,根据图像处理的特点对Loeffler算法的数据流进行了优化,通过合理安排时钟周期数和简化各周期内的操作,大大缩短了关键路径的执行时间,从而提高了流水线的执行速度。最后,对所设计的DCT/IDCT处理核进行了综合和时序仿真。 结果表明,当使用Altera公司的MERCURY系列FPGA器件时,本文设计的方案一能够在116M时钟频率下正确完成8×8的二维DCT或IDCT的逻辑运算,消耗2827个逻辑单元;方案二能够在74M时钟频率下正常工作,消耗1629个逻辑单元。

    标签: IDCT FPGA DCT 二维

    上传时间: 2013-07-14

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  • 传输流复用器的FPGA建模与实现

    数字电视近年来飞速发展,它最终取代模拟电视是一个必然趋势。可编程逻辑技术以及EDA技术的升温也带来了电子系统设计的巨大变革。本论文将迅速发展的FPGA技术应用于数字电视系统中,研究探讨了数字电视前端系统中的关键设备——传输流复用器的FPGA建模和实现,以及相关的关键技术。本论文首先介绍了数字电视的发展现状和前景,概述了数字电视前端系统的组成结构与关键技术,以及可编程逻辑技术的发展和优势。然后介绍了数字电视系统中的重要标准MPEG-2以及传输流复用器的原理和系统结构,并且从理论上阐述了复用器设计的关键技术:PSI重组和PCR调整。接着详细说明了如何运用创新思路,采用独特的硬件架构在一片FPGA上实现整个复用器的软件和硬件系统的方案,并且举例说明了复用器硬件逻辑设计中所运用的几个FPGA设计技巧。最后对本文进行总结,并提出了数字电视系统中复用器设备未来发展的设想。本文中介绍的基于SOPC的硬件复用器设计方案,将系统的软件和硬件集成在一款Altera公司新推出的低成本高密度cyclone系列FPGA上,并且将FPGA设计技巧运用于复用器的硬件逻辑设计中。整个设计方案不但简化了系统设计,而且实现了稳定,高速,低成本,可扩展性强的复用器系统。

    标签: FPGA 传输流 复用器 建模

    上传时间: 2013-06-02

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  • 基于FPGA的MPEG4协同处理器研究

    网络带宽依然在不断增长(尤其是在本地网),最后一公里的高速接入日益普及;另一方面的情况是大容量的磁盘、FLASH移动存储盘和激光盘的容量不断增大,使得传送和储存数据的成本不断地下降。不仅使人发问:我们孜孜不倦的搞视频压缩高级算法还有多少意义?我们可以看到,算法的复杂性日益增加,但性能的提高却接近边缘。 是什么还在要求更高的压缩速率?还有被我们遗忘的地方吗?还有什么应用让我们继续追求更精妙的压缩算法? 在作者看来,这个应用领域就是移动视频服务。无线频谱这种稀缺资源的有限性决定了我们必须继续对视频压缩技术进行研究。即使伴随UMTS/IMT2000的到来,移动终端可以获得的数据速率也限制在144Kbit/s,在微蜂窝的时候最高能达到的速率上限也在2Mbit/s。144Kbit/s的速率对于较高质量的视频传输来讲,仍然是有限的。因此,可以预见,移动终端的空中接口这个瓶颈使得我们必须继续进行视频压缩。 另一方面,移动终端领域开发视频压缩算法,在其低功耗和实时性要求下,也是异常困难的。为了减少计算的复杂性和运动估计的功耗,业界提出了许多快速算法,例如2-D的对数搜索,三步搜索,联合搜索。尽管这些方法减少了功耗,其结果是视频压缩性能的降低,因为这些算法的本质是减少了运动搜索的空间。为了实现运动搜索的低功耗,在电路领域又提出了搜索窗口和时钟管理的措施。但这些方法都是在牺牲视频压缩比性能的基础进行的折中,并没有强调算法映射结构上做出处理。 本论文提出了一种新的解决MPEG-4运动估计运算的低功耗实时处理器架构。其基础是采用了心肌阵列并行处理技术和低功耗控制电路。运动估计的繁复运算通过心肌阵列分布式运算得到有效处理。从理论上看,心肌阵列有其简单易理解性,然后,由于FPGA的互联网络有限性,设计这样一个阵列仍有许多值得注意的问题。论文提出使用保守近似处理在全局运动估计中减少功耗,其本质是消除不必要的冗余运算。宏块的最小误差匹配是一个典型的串行操作过程。论文新提出的方法是在进行绝对匹配前使用保守计算,如果保守误差值与最小误差差别过大,则不进行绝对误差计算。 总的说来,论文实现了两个目标:通过心肌阵列实现了实时的运动估计编码,通过在算法层次引入控制电路,降低运动估计电路的功耗。

    标签: MPEG4 FPGA 处理器

    上传时间: 2013-06-23

    上传用户:lacsx

  • 基于ARMLinuz的视频监控系统设计与实现

    视频监控系统是一个集计算机的交互性、多媒体信息的综合性、通信的分布性和监控的实时性等技术于一体的综合系统。随着网络带宽,计算机处理能力和存储容量的快速提高,以及各种实用视频处理技术的出现,视频监控进入了全数字化的网络时代。视频监控系统的核心功能主要包括两大部分,一是视频图像采集和压缩处理,一是图像数据的传输。系统的主要硬件模块分为监控终端和监控控制终端两个部分。 本文设计并实现了一种基于ARM和嵌入式Linux的视频监控系统,该系统主要实现了视频图像的采集压缩和图像数据流基于RTP协议的传输。本系统的核心硬件平台采用韩国SamSung公司的S3C2410微处理器,ARM端作为视频监控终端,PC机作为监控控制终端。ARM端主要承载了图像采集、编码和对图像数据进行RTP打包并传输的功能,PC端主要承载的功能是图像数据的接收、显示和对监控终端的控制、访问。 在视频图像采集和压缩处理部分,利用Video for Linux提供的接口函数,实现了利用摄像头采集图像的过程,并设计实现了V4L视频采集及压缩模块,设计了系统JEPG图像采集和压缩模块和MPEG-4图像采集和压缩模块的具体编程流程和实现过程,并实现了基于这两种编码方式的视频压缩。用Visual C++实现了用户控制终端,可对应JPEG和MPEG-4两种编码方式进行解码并显示。 在图像数据的传输部分,系统采用了RTP协议作为视频数据流传输协议,并实现了视频数据在局域网内的实时性传输。移植了现在比较常用的JRTPLIB源码库,为RTP的实现提供了可调用的库函数,按照MPEG-4数据流的RTP封装格式和流程,设计实现了RTP编程。 最后对系统的功能和性能进行了测试。测试结果显示MPEG-4在保证与JPEG相当的图像质量时,大大减少了传输的数据量。同时,使用RTP协议进行传输,保证了系统的实时性,也保证了图像的传输质量。

    标签: ARMLinuz 视频监控 系统设计

    上传时间: 2013-07-12

    上传用户:wzr0701

  • 基于ARM和DSP的视频监控平台的研究

    随着人们安防意识的增强,视频监控系统应用越来广泛,许多公共场所,如学校、工厂、政府、银行都设有视频监控系统。网络技术、图像处理技术及嵌入式技术的快速发展,使得视频监控系统技术有了很大的进步,功能也越来越丰富,单纯的视频画面的监控已经不能满足人们的要求。兼容丰富的通信协议、强大的系统控制管理功能和智能化的监测能力的视频监控系统就成了当今视频监控系统的研究开发的热点。 现在流行的视频监控的构架大致分为两类,一种基于数字信号处理器,一种基于通用微处理器。数字信号处理器擅长复杂的计算、音视频处理,而通用微处理器适用于系统控制、管理。两种方案可以满足简单的视频监控的要求,各自功能也相对单一。如果把两种方案结合在一起,必定可以达到易于扩展多种功能的满意的效果。 本文分析了现有的数字视频监控系统的几种方案,为了满足视频监控系统功能越来越丰富全面的要求,设计了一款基于ARM和DSP的双处理器的视频监控平台,该平台易于进行功能的扩展和升级。系统采用三星公司的S3C2410 ARM9处理器和TI公司的TMS320DM642数字信号处理器,ARM负责视频的传输和外围控制,DSP负责视频的采集和压缩。本文主要着眼于平台的软件方面。硬件电路方面,主要介绍了视频采集电路和ARM与DSP的通信电路。软件方面,搭建了ARM嵌入式Linux操作系统平台,开发了主机口(HPI)驱动程序,以及基于实时传输协议RTP的服务器端和客户端程序。DSP部分,基于DSP/BIOS实时操作系统和RF5参考框架,开发了多任务的上层应用程序。移植并优化了MPEG-4编码器,依据DSP/BIOS的类/微驱动开发模型,开发了SAA7111视频编码器的驱动程序。 经过实验测试,ARM端搭建的嵌入式Linux软件平台运行良好。DSP端视频采集效率基本达到了25帧/秒的采集要求,经过优化的MPEG-4编码器对CIF格式的图像的压缩编码率为13帧/秒,视频服务器可满足视频传输的实时性需要。该设计的基于ARM和DSP双处理器架构视频监控平台在视频监控领域将会有很好的应用前景。关键词:视频监控;嵌入式系统;Linux;驱动程序;视频压缩

    标签: ARM DSP 视频 监控平台

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:zmy123

  • MICRF102中文资料,数据手册

    Sampling Delta-Sigma Audio DACMICRF102是Micrel公司新近推出的远距离无线数据发射芯片。该芯片采用Micrel公司最新的快速无线传输技术,可实现真正的“数

    标签: MICRF 102 数据手册

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:hebmuljb

  • 基于ARM平台的嵌入式数字视频监控技术研究

    数字视频监控系统是一门集计算机技术、通信技术和数字视频技术于一体的综合系统,它充分利用大规模集成电路和网络的科技成果,体积小巧、性能稳定、通讯便利,被广泛应用于交通、银行、医院、视频会议、无人监控等诸多领域。 本系统基于ARM微处理器平台,移植嵌入式Linux操作系统,并完成视频采集、压缩、传输等任务。为降低产品成本,系统采用ARM9微处理器S3C2410作为主处理器,以USB摄像头作为视频采集设备,用软件对视频数据进行MPEG—4压缩。 论文首先从整体上分析了嵌入式数字视频监控系统的总体设计方案,给出了硬件框架和软件体系。其次在ARM硬件平台成功构建了armlinux嵌入式系统,包括引导程序Bootloader的设计、修改配置Linux内核以及制作JFFS2文件系统,完成USB数码摄像头的驱动。在应用程序开发过程中,设计了基于Video4Linux的视频采集程序,采用mmap(内存映射)方式截取图片,分析了MPEG—4编码模型XVID程序中的运动估计部分,研究了半像素快速搜索算法,从而减少了搜索点数提高了运算速度。最后利用开源JRTPLIB库实现视频数据流的RTP传送。 整个设计是在S3C2410硬件平台上进行的,采用2.4.18版本的Linux内核。其中MPEG—4编码优化测试是在ARMDeveloperSuite(ADS)version1.2中完成的。 本课题为在ARM平台实现数字视频监控的设计做了有益的探索性尝试,对今后进一步完成远程嵌入式视频监控系统的设计有着积极的意义。

    标签: ARM 嵌入式 数字视频监控 技术研究

    上传时间: 2013-06-10

    上传用户:shawvi

  • 基于ARM与ARM Linux的汽车行驶记录仪的分析与设计

    汽车行驶记录仪(文中也简称为记录仪),亦称“汽车黑匣子”,是安装在车辆上,对车辆行驶速度、时间、里程以及有关车辆行驶的其它状态信息进行监控、记录、存储并可通过接口实现数据输出的数字式电子记录装置。为分析和判断汽车驾驶状态和处理交通事故提供了可靠准确的科学依据。本课题的来源是国家信息产业部下达的电子发展基金项目,与同类产品相比,增加了音/视频功能,目前已通过信产部验收。 本文主要分析和设计了一种具有低成本高扩展性的基于ARM与ARMLinux的汽车行驶记录仪方案,该系统作为信产部项目中的主控模块实现了记录仪的标准功能。硬件方面分析了汽车行驶记录仪的标准功能对应ARM片内外围电路与外部器件的设计。软件方面分析了基于YAFFS文件系统与Linux 2.6的软件平台在嵌入式应用方面的高可用性,主要描述YAFFS的特点与基本原理,Linux中线程的实现机制与Linux Kernel 2.6在响应时间上的改进。并给出了该记录仪基于Liinux的多线程结构应用程序的设计要点、流程图和主要的数据结构。 作为扩展,为记录仪增加了采集和处理音/视频信号的DSP模块。DSP采用TI公司的专用于数字媒体应用的高性能DSP DM642。DSP模块同时采集3路视频并进行压缩,压缩算法可以采用MPEG-2、MPEG-4、H.263、H.264等。论述了实现音/视频功能的基本原理、DSP模块的存储器结构、ARM与DSP的通信及一些实用性的考虑。

    标签: ARM Linux 汽车行驶记录仪

    上传时间: 2013-07-02

    上传用户:W51631

  • 一种面向无线视频传感器网络的低复杂度视频编码算法及其在ARM平台上的实现

    随着21世纪的到来,计算机技术,信息处理技术,半导体技术和网络技术不断发展,人类社会进入了信息化时代。与此同时,无线视频传感器网络也得到了突飞猛进的发展,成为当今国际上备受关注的热点研究领域。无线视频传感器网络有着很多的优点和十分广泛的应用前景。在军事,工业,城市管理和监控系统等重要领域都有潜在的使用价值。 无线视频传感器网络有着显著的特征,例如:网络节点能源有限;网络带宽有限;对处理速度要求较高等。由此可见,传统的视频编码标准无法应用于无线视频传感器网络。MPEG-4,H.263,H.264等视频编码标准,全是基于运动估计补偿实现的,计算量十分巨大,在能量,存储空间和处理能力均有限的节点难以实现这类高复杂度的编码算法。 本文针对无线视频传感器网络对视频编码算法的具体需求,提出一种基于运动检测的低复杂度视频编码算法。该算法只对当前编码帧中的运动对象进行编码,并且以面向对象的结构输出码流。实验结果表明,与H.264全I帧编码相比,本文提出的算法编码速度提高了约3倍,编码性能提高了约2dB。与H.264基本档次相比,虽然编码性能略有下降,但是编码速度平均提高了8倍左右。因此,本文提出的算法可以在编码效率和编码速度之间获得很好的折衷,在一定程度上可以满足无线视频传感器网络的需求。 本文选用ALDVK_270作为硬件实验平台。在分析算法结构的同时,结合嵌入式系统的特点,从算法,内存,高级语言和汇编语言等几个方面提出优化方案,最终在ARM嵌入式平台下实现了面向无线视频传感器网络的低复杂度视频编码算法。测试结果表明,与优化前相比,优化后的编码速度有了很大的提高,对于CIF格式的监控视频序列能够满足实时处理的要求。

    标签: ARM 无线视频 传感器网络 复杂度

    上传时间: 2013-07-26

    上传用户:小小小熊

  • 基于ARM的嵌入式数字视频记录系统研究

    随着现代电子信息技术和我国汽车制造业的强劲增长,汽车已不再是简单的交通工具,而是成为现代科技的载体。汽车的快速增长虽然使我们的出门更加便利,但同时也带来了诸多社会问题。如:交通事故率上升、交通事故判别和车辆的规范化管理难度加大等。论文针对以上问题提出了使用视频记录的解决方法。 论文设计了一种基于ARM的嵌入式数字视频记录系统。该系统能够将安装在汽车中的摄像头拍摄到的汽车前视景和仪表显示画面进行压缩并以文件的形式存储,事后通过回放系统将记录的文件进行播放,可以以此来规范车辆管理、判断交通事故原因和保障乘客安全。系统采用嵌入式技术并选用32位的ARM微控制器,使用先进的视频解码、编码芯片,成功实现对实时视频的采集、压缩及储存记录。介绍目前数字视频技术的发展及应用状况、阐述视频记录系统所涉及的视频压缩和嵌入式系统设计基本理论,提出视频记录系统的设计方案。重点对基于ARM的嵌入式数字视频记录系统的系统硬件、软件设计做了详细的论述。硬件部分以ARM芯片LPC2210为核心控制器,以SAA7113H和Z1510为视频压缩核心硬件,完成ARM最小系统、视频图像信号的解码和编码压缩电路、IDE储存接口等电路设计;软件部分采用稳定可靠的μC/OS-Ⅱ嵌入式实时操作系统,实现μC/OS-Ⅱ在LPC2210上的移植,完成系统的硬件初始化和IDE驱动的编写调试,使整个系统的各个部分能够协调的工作。 试验表明,基于ARM的嵌入式数字视频记录系统能够实现对数字视频信号的长时间实时采集、压缩记录。压缩后的数据符合MPEG-1标准。

    标签: ARM 嵌入式 数字视频 记录

    上传时间: 2013-07-07

    上传用户:万有引力