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《山东大学》 2011年
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基于FPGA的JPEG视频编解码芯片数据采集及预处理接口设计

韩学敬  
【摘要】:多媒体技术和计算机网络技术的不断发展,声音、图片、视频等多媒体信息的传递已经深入到人们生活的各个方面。为了更好的解决这些信息的存储和传输,JPEG图像压缩技术应运而生。同时市场上也出现了各种专用的编解码芯片。与传统的软件编码相比,专用的编解码芯片执行效率更高,但这些芯片大多都只能完成一种功能,编码或者解码,而且支持的视频格式比较单一。所以我们提出了在单芯片上实现动态视频的编解码和传输这个想法,通过硬件编程语言编写程序来生成实际电路的方式在单个FPGA内部实现视频的MJPEG编码和MJPEG解码功能,而且编码和解码可以同时工作。编码的数据输入可以是RGB数据,也可以是YcbCr数据,方便和各种摄像头的连接。同时还增加了对以太网口和光传输模块的控制功能,使得压缩后的视频数据可以通过网口借助于网络传输或者通过光纤进行传输。所以本课题是一次很有意义的尝试。 本文进行的工作是整个课题设计工作的一部分,负责完成前端数据采集及预处理接口的逻辑设计。在论文开始,首先介绍了课题产生的背景和意义,并对课题中涉及到的JPEG标准以及EDA技术的相关知识进行了简述,然后对当前普遍应用的FPGA芯片的工作原理和基于FPGA的设计开发流程进行了阐述。通过需求分析明确了接口部分所要实现的功能,完成了接口部分的子模块划分及各模块的功能定义。在此基础上利用Verilog HDL语言完成了接口部分的逻辑设计。最后利用Modelsim软件完成了设计的仿真,并在开发板上进行了验证。 通过对数据采集及预处理接口的设计,提出了一种数据预处理的流程,该流程实现了JPEG压缩算法中对最小编码单元的划分及数据发送,为今后其他类似的设计提供了借鉴。
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