基于网络传输的嵌入式视频图像压缩系统的研究与实现

来源 :哈尔滨工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:ning211
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
图像监控系统在日常生活中有着广泛的应用。由于图像监控的应用不同,对监控系统的要求也会不一样。一般情况下视频监控系统的实现分为三类:第一种是在DSP上通过纯软件编程的方法实现数字图像压缩。采用这种方法的优点是灵活性比较好,但是缺点也非常明显,DSP的计算资源相当有限,编码效率低下。第二种是通过硬件ASIC专用编解码芯片来实现。这种方法的好处是数据处理可以由硬件来完成,效率较高,但通用性较差。第三种方法通过以一款或者几款DSP为核心辅以外围硬件加速器构成一个数字图像硬件平台,也就是常说的嵌入式系统,在此基础上,通过软件、硬件协同工作来实现数字图像压缩。  本文选择第三种软硬件协同工作的嵌入式系统方式来实现视频图像的压缩编码,设计出基于ARM、ZSP、硬件加速器协同工作的快速Motion-JPEG编码器。所谓Motion-JPEG即是对连续静止图像进行持续编码,并将编码码流进行网络发包,在异端存储或解码。  此编码器通过硬件加速器来实现占用主要计算资源的DCT、量化、游程编码部分:  (1)对DCT的传统算法进行优化,将一次二维DCT变换转变成两次一维DCT变换,本文选用Loeffier算法来实现一维的8点快速DCT的计算,该算法要做11次乘法和29次加法,减少了乘累加的次数。  (2)对量化过程使用的传统量化表进行自适应变换,针对不同的应用场景对量化表进行变换,在提高压缩率的同时改善了压缩质量。  此编码器将各个视频协议中不同的Huffman编码部分交由ZSP软件来实现,同时针对ZSP的特有计算资源,在Pipeline流水、CircularBuffer、HardwareLoop、在线汇编等方面对程序结构进行优化,提高编码效率。在ZSP内存管理方面,DMA方式在每次启动时动要进行初始化配置,这会打断编码进程,影响编码效率,针对此情况,此编码器在ZSP内存中开辟出特有的Ping-PongBuffer架构,使得码流传输和编码进程可以并行完成,改善了编码效率。  由于内存空间有限,传统的视频监控系统不能对长时间的监控信息进行本地存储,此编码器参考Motion-JPEG图像的网络传输协议,将JPEG编码码流按照固定长度进行分片封装打包,同时将网络传输信息、图像分包解码信息嵌入到码流包中,由ARM侧进行网络发包,实现了网络传输功能,扩展了此编码器的应用领域。  通过软硬件协同工作,此编码器不仅在编码效率方面较纯软件编码器有了较大提升,同时实现了此编码器架构在不同视频协议中的灵活复用。
其他文献
基于GPRS的无线远程监控系统是建立在GPRS通信技术基础上,实现对供热网进行远程监控、统一管理的信息系统,它对我国基于无线监控系统具有一定的推动作用。目前,我国的无线通信事
本文研究了移动机器人的同时定位和地图构建(SLAM)的仿真平台问题以及声纳数据关联算法。SLAM问题可以陈述为:自主移动机器人从未知环境中一个未知的初始位置开始,经过一系列位
UMTS(通用移动通信系统)网络的特点是覆盖面积较大,支持用户的全球漫游和快速移动。它在无线技术上采用了CDMA技术,提高了无线接口的传输速率,但其理论上最高传输速率只能达到2M
随着高速公路的飞速扩展和汽车持有量的迅速增加,公路交通事故数量明显上升,而驾驶员疲劳驾驶是引发这些交通事故的重要因素之一。据我国交通部报道,由于驾驶疲劳造成的交通事故
四旋翼飞行器是一种有着广泛应用的多旋翼飞行器。近年来,随着电子技术以及控制技术的不断进步,四旋翼飞行器控制算法领域的研究也受到了大量的关注。本文在简要阐述四旋翼飞