基于多核DSP的光电经纬仪图像压缩技术的实现

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随着光电经纬仪系统对视频质量的要求越来越高,高帧频、高分辨率的图像采集系统的应用越来越广泛。为了实时得到远端图像,大量数据流图像需要在一定的带宽内传送。因此,高帧频率、高分辨率的数据流实时压缩和传输成为了研究重点。本文针对上述问题,围绕H.264算法的语法层次结构和C6678的技术特点,展开H.264压缩算法在多核DSP上并行实现的研究。本文首先调研了国内外数据流压缩的研究现状,从多种压缩算法和硬件实现方式中选择H.264算法和DSP平台来完成实时图像压缩;其次给出了TMS320C6678多核DSP的技术要点,包括内核特性、存储器性能,分析了其实现多核并行的可行性,阐述了多核DSP的核间会话模型,为后面多核并行提供扎实的理论基础;再次在研究了TI公司的H.264单核编码方案后,总结了两种用于Slice级并行编码均衡计算量的模型,第一种是静态Slice划分,根据图像版面大小平均分配计算量;第二种算法是动态Slice划分,依靠所有的宏块计算量来平均分配内核工作量;最后结合多核DSP的并行调度机制和数据同步机制,将H.264压缩算法的计算量平均分配到C6678的8个处理器内核上。本文选用的平台是模拟光电经纬仪系统的图像处理平台,包括了光端机和仿真板组成的图像源、FPGA+DSP的图像压缩平台两部分。本文设计了平台的数据传输模式,对图像源与图像压缩平台之间采用光纤传输,用图像压缩平台之内的FPGA芯片对图像源进行预处理工作,FPGA和DSP之间的数据流采用SRIO协议传送,DSP内部的数据流采用EDMA方式发送。实验结果表示,三种传输方式的传输速率均能满足1K×1K、100帧/秒的图像所需要的传输带宽。论文完成了图像处理平台的软件设计,并设计了高速有效的数据传输方式,有效解决了1K×1K、100帧/秒图像的高速实时压缩和同步传输问题。
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