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无人机侦察图像作为无人机平台的一种重要的载荷信息,在军事侦察、效果评估、飞行操控、设备监视、态势评估等方面发挥着重要作用。伴随传感器技术、电子与通信技术的不断发展,无人机图像压缩的需求呈现出了新的变化。首先,图像载荷的种类不断丰富,包括可见光、红外视频及数码照片等已广泛应用;其次,高清视频逐渐应用,原始数据量成倍增长;最后,无人机图像应用场景日益增多,包括起降控制、察打一体化等,对图像编解码的时延和抗误码性能都提出了苛刻的要求。传统的基于DSP处理器的图像编码器已无法适应上述需求。DM6467处理器采用SoC架构,内部集成高性能ARM和DSP处理器,并拥有图像压缩专用的HDVICP协处理器引擎,通过硬件实现宏块级H.264视频编码的预测、变换、编码等功能模块,在功耗不变的情况下达到传统DSP处理器10倍的功效。基于DM6467的高清视频编码器能够满足无人机图像压缩在处理性能、压缩效率、低时延和抗误码等多方面的要求。本文主要在以下几个方面展开高清编码器相关的设计与工程实现。(1)深入学习并理解H.264视频编解码标准,为后续的软硬件开发打下坚实的理论基础。首先分析了图像编码的基本原理,其次详细描述了H.264编码的处理流程及各个关键技术。(2)高清视频编码器的硬件设计。针对无人机图像传输的实际需求,确定了以FPGA+DM6467为核心的设计方案,首先进行了采集电路的设计;其次利用FPGA进行图像预处理;最后重点研究了图像压缩的核心器件DM6467的内部结构和HDVICP等相关资源,并给出了DDR2和NAND Flash等外围电路设计。(3)高清视频编码器的软件设计。FPGA软件通过图像预处理模块及RAW格式分帧传输方式输出符合DM6467视频接口要求的数据,并通过参数配置实现了FPGA软件通用化设计;DM6467软件在ARM端通过参数控制、视频采集、数据发送、中断处理等模块实现了外设的控制和数据的输入输出,在DSP端采用并行流水方式控制HDVICP0实现高效的H.264编码,并采用帧内刷新的算法实现了低时延压缩;最后采用加载加固技术满足了复杂环境中加载可靠性要求。(4)视频编码器的主要功能和性能指标的相关测试。测试结果表明,高清视频编码器的处理性能、压缩效率、编解码时延、抗误码性能等关键指标满足系统要求。