论文部分内容阅读
近年来,随着DSP技术的高速发展,使得视频处理技术取得了长足的进步,而以DSP为核心的视频处理系统也就得到了广泛的应用。本文在深入研究DSP的技术和理论后,设计了一种基于DSP的视频图像处理系统,该系统的研究主要基于DSP芯片体积小、处理速度快、实时性高、价格低廉等特点。目前的图像处理多借助于图像卡和微机系统的高处理速度和大存储容量来完成对图像的相关处理工作,但带来了体积大、成本高、工作稳定性差等缺点。本文在研究了DSP的特性后,选用TI公司高性能的C6000系列DSP,并确定了系统各组成部分的设计方案,对系统各组成模块的功能和特点作了详细的介绍。整个系统设计包括硬件设计和软件设计两大部分,在系统硬件设计中给出了视频采集子卡的硬件接口方案;在软件设计部分设计了对应于硬件接口的底层软件并对MPEG-2算法进行了深入研究。TMS320C6711是TI公司推出的一款高性能浮点数字信号处理器,它强大的硬件结构和软件系统,以及高达200MHz的运算速度,使其在本系统中得以采用,它主要完成对图像的处理。视频采集模块采用的是MICRON公司2004年生产的一款300万像素(2048×1536)CMOS彩色图像传感器,它采用Digital Clarity Image Sensor Technology技术,使得它有43dB的信噪比、可广泛应用于视频会议、数码相机、摄象机等众多领域。为了提高系统的集成度和可扩展性,从而达到小型化的目的,本系统采用CPLD器件来完成整个系统的逻辑控制功能。考虑系统所需CPLD器件控制的输入输出管脚数量和内部逻辑资源使用的情况,选用ALTERA公司的CPLD芯片EPM240作为系统的逻辑控制器件。本论文的软件部分简述了视频压缩标准的概况和MPEG-2标准的主要部分(系统部分,视频部分)。阐述了视频压缩原理与MPEG视频压缩算法:离散余弦变换(DCT )、量化编码与行程幅度编码。对视频流与系统流的语法构造以及视频的解码过程:可变长解码、反向扫描、反量化、反向离散余弦变换(IDCT)和运动补偿进行了较为详细的分析和阐述。本文通过实验研究,设计了一种应用于图像采集的子卡硬件方案,为基于数字信号处理器的MPEG-2视频编解码算法提供了实验依据,具有一定的实用价值。