基于DM642的視頻圖象壓縮系統(tǒng)及其關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、電視制導(dǎo)是現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)中應(yīng)用廣泛的一種精確制導(dǎo)方式，它是以視頻信號(hào)實(shí)時(shí)傳輸為基礎(chǔ)的。數(shù)字電視制導(dǎo)有效解決了傳統(tǒng)模擬制導(dǎo)系統(tǒng)占用帶寬寬、易受干擾、硬件復(fù)雜、體積大、不易標(biāo)準(zhǔn)化等問(wèn)題，然而在實(shí)時(shí)傳輸中數(shù)字視頻信號(hào)的高數(shù)據(jù)率與有限的傳輸帶寬之間產(chǎn)生了矛盾，需要借助視頻壓縮技術(shù)來(lái)解決。因此，研究高保真、大壓縮比、實(shí)時(shí)性強(qiáng)的視頻壓縮系統(tǒng)具有重要的理論和應(yīng)用價(jià)值，是數(shù)字電視制導(dǎo)系統(tǒng)中亟待解決的課題。
　　傳統(tǒng)的視頻壓縮方法Motion-JPEG壓

2、縮效率不高、MPEG延遲較大，H.264作為新一代視頻壓縮編碼國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)是一種高效、低延遲的壓縮編碼方法，更加適合電視制導(dǎo)的應(yīng)用。為此，本文重點(diǎn)對(duì)H.264壓縮標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行研究，并在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)電視制導(dǎo)圖象壓縮系統(tǒng)。論文首先總結(jié)了多種圖象視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)框架，對(duì)各種標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了比較研究，尤其是對(duì)H.264編碼標(biāo)準(zhǔn)的基本框架及基本原理進(jìn)行了分析，重點(diǎn)研究了幀內(nèi)、幀間預(yù)測(cè)模式，整數(shù)離散余弦變換與量化，熵編碼等模塊中的關(guān)鍵技術(shù)，分析了H.264

3、所具有的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，為本課題硬件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)打下了堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。
　　德州儀器生產(chǎn)的TMS320DM642數(shù)字信號(hào)處理器DSP專門(mén)設(shè)計(jì)用來(lái)處理視頻多媒體信號(hào)，具有主頻高、片上資源豐富等特點(diǎn)。本課題就是基于DM642處理器設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)雙核并行處理的高速實(shí)時(shí)視頻壓縮處理平臺(tái)。該平臺(tái)通過(guò)DSP和FPGA雙核配合工作，實(shí)現(xiàn)圖象的采集、壓縮、傳輸、解壓縮、顯示等功能；同時(shí)該平臺(tái)留有以太網(wǎng)等擴(kuò)展接口，可以實(shí)現(xiàn)目標(biāo)跟蹤等其他算法，具有很強(qiáng)的可擴(kuò)展性

4、和通用性。系統(tǒng)最終實(shí)現(xiàn)每秒壓縮CIF格式圖象20幀，基本實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)壓縮；在20倍以上壓縮比的條件下，取得了33.72dB的峰值信噪比，獲得了良好的圖象恢復(fù)效果。
　　快速的幀內(nèi)、幀間預(yù)測(cè)算法是圖象壓縮系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)，本文對(duì)已有的預(yù)測(cè)算法的原理和組成模塊進(jìn)行了深入的分析，在此基礎(chǔ)上根據(jù)課題的需要，研究了三種基于搜索模式的優(yōu)化運(yùn)動(dòng)估計(jì)算法，并且針對(duì)不同信道帶寬和不同類型的視頻序列進(jìn)行了壓縮仿真，實(shí)驗(yàn)表明改進(jìn)后的算法對(duì)提高動(dòng)態(tài)視頻圖象的