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《哈尔滨工业大学》 2007年
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基于DM642的视频图象压缩系统及其关键技术研究

李鹏  
【摘要】: 电视制导是现代战争中应用广泛的一种精确制导方式,它是以视频信号实时传输为基础的。数字电视制导有效解决了传统模拟制导系统占用带宽宽、易受干扰、硬件复杂、体积大、不易标准化等问题,然而在实时传输中数字视频信号的高数据率与有限的传输带宽之间产生了矛盾,需要借助视频压缩技术来解决。因此,研究高保真、大压缩比、实时性强的视频压缩系统具有重要的理论和应用价值,是数字电视制导系统中亟待解决的课题。 传统的视频压缩方法Motion-JPEG压缩效率不高、MPEG延迟较大, H.264作为新一代视频压缩编码国际标准是一种高效、低延迟的压缩编码方法,更加适合电视制导的应用。为此,本文重点对H.264压缩标准进行研究,并在此基础上设计实现电视制导图象压缩系统。论文首先总结了多种图象视频编码标准的技术框架,对各种标准进行了比较研究,尤其是对H.264编码标准的基本框架及基本原理进行了分析,重点研究了帧内、帧间预测模式,整数离散余弦变换与量化,熵编码等模块中的关键技术,分析了H.264所具有的独特优势,为本课题硬件设计与实现打下了坚实的理论基础。 德州仪器生产的TMS320DM642数字信号处理器DSP专门设计用来处理视频多媒体信号,具有主频高、片上资源丰富等特点。本课题就是基于DM642处理器设计并实现双核并行处理的高速实时视频压缩处理平台。该平台通过DSP和FPGA双核配合工作,实现图象的采集、压缩、传输、解压缩、显示等功能;同时该平台留有以太网等扩展接口,可以实现目标跟踪等其他算法,具有很强的可扩展性和通用性。系统最终实现每秒压缩CIF格式图象20帧,基本实现实时压缩;在20倍以上压缩比的条件下,取得了33.72dB的峰值信噪比,获得了良好的图象恢复效果。 快速的帧内、帧间预测算法是图象压缩系统中的关键技术,本文对已有的预测算法的原理和组成模块进行了深入的分析,在此基础上根据课题的需要,研究了三种基于搜索模式的优化运动估计算法,并且针对不同信道带宽和不同类型的视频序列进行了压缩仿真,实验表明改进后的算法对提高动态视频图象的压缩效率和恢复质量具有良好的效果。
【学位授予单位】:哈尔滨工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TN919.81

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【参考文献】
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