【摘要】：隨著數字視頻處理技術和網絡通信技術的迅速發(fā)展以及移動智能終端的普及,人們對視頻形式的多媒體業(yè)務的需求不斷增長。然而,數字視頻信號的數據量極大,占用大量的存儲空間和傳輸帶寬,為此,國際標準化組織(ISO)和國際電信聯盟(ITU)陸續(xù)提出了多種數字視頻壓縮標準。其中,JPEG2000壓縮標準憑借優(yōu)異的特性在移動通信和IP網的視頻傳輸中得到廣泛應用。JPEG2000編解碼器擁有優(yōu)異特性的同時,實現卻很復雜,已成為影響視頻傳輸系統(tǒng)實時性的關鍵因素。SOPC是基于FPGA的單片高性能嵌入式系統(tǒng),具有軟硬件皆可編程的特點,可將復雜的算法使用硬件加速實現,能夠有效改善系統(tǒng)的實時性能。本文在研究了JPEG2000編碼算法和SOPC設計技術的基礎上,完成了視頻傳輸系統(tǒng)的軟硬件設計以及在Zynq7000平臺上的實現。論文的主要內容包括如下幾個方面:(1)研究了SOPC軟硬件協(xié)同設計技術,同時針對Zynq7000平臺深入學習了Xilinx提供的設計方法、開發(fā)工具和設計流程,然后根據系統(tǒng)要求,完成了視頻傳輸系統(tǒng)的軟硬件劃分和總體架構設計；(2)研究了可重用IP核設計技術,同時重點學習了JPEG2000編碼器的接口、AXI4總線協(xié)議和AXI-Datamover的使用方法,完成了可重用jp2k_core核的設計與實現；(3)根據軟硬件劃分結果,分析了硬件系統(tǒng)實現的功能和軟硬件接口,完成了硬件系統(tǒng)架構設計,然后基于Vivado IDE實現了硬件系統(tǒng)；(4)根據軟硬件劃分結果,分析了軟件系統(tǒng)實現的功能和軟硬件接口,完成了軟件系統(tǒng)架構設計。然后,針對軟件系統(tǒng)功能模塊,分別實現了Zynq7000平臺的Linux移植、基于V4L2規(guī)范的視頻采集程序設計、基于Socket接口的網絡數據傳輸程序設計、基于Misc驅動模型的jp2k_core模塊的內核驅動設計和JPEG2000編碼的控制程序設計：(5)分析了JPEG2000壓縮噪聲中分片效應的產生原因,提出了基于前后向濾波的消除方法,并在軟件中實現；(6)研究了Linux系統(tǒng)多進程與多線程程序設計方法,在軟件功能模塊實現的基礎上,根據模塊性能進行了線程劃分,最后完成了視頻傳輸系統(tǒng)的軟件設計與實現。在視頻傳輸系統(tǒng)的軟硬件實現后,使用ZC702評估板對系統(tǒng)進行了軟硬件協(xié)同測試,測試結果顯示視頻傳輸系統(tǒng)能夠正常工作,且可以有效消除分片效應的影響,同時兼有很好的實時性。
【圖文】：

＿ＣＯＭＰＩＬＥ、ＰＡＴＨ等。安逡逑裝結巧如圖５．３所示，可見QRｌｉｎｘ提供了完備的交叉編譯工具鏈。逡逑圖５．３邋Ｘｉｌｉｎｘ交叉編譯工具集逡逑５．３．２嵌人式Ｌｉｎｕｘ內核巧述與編譯逡逑內核是操作系統(tǒng)的核屯、，負責管理系統(tǒng)的任務調度、進程管理、內存分配、設備驅逡逑動程序、網絡系統(tǒng)和文件系統(tǒng)等，決定著系統(tǒng)的性能和穩(wěn)定性［３７１。逡逑Ｌｉｎｕｘ內核的源碼完全公開，用戶很容易通過網絡下載。通過內核源碼，用戶可Ｗ逡逑了解系統(tǒng)的工作原理，根據自身系統(tǒng)的實際情況，定制適合的內核。用戶只需遵循ＧＮＵ逡逑通用公共許可證（Ｇｅｎｅｒａｌ邋Ｐｕｂｌｉｃ邋Ｌｉｃｅｎｓｅ，，邋ＧＰＬ）就可Ｗ對內核加Ｗ修改，然后重新編譯逡逑內核即可用于自身的嵌入式系統(tǒng)中。逡逑Ｌｉｎｕｘ內核驅動程序的編譯方式有兩種，其一是將驅動程序編譯進內核，其二是將逡逑驅動程序編譯成模塊。逡逑本系統(tǒng)為了增加對ＵＳＢ攝像頭的支持，將ＵＳＢ視頻類（ＵＳＢ邋Ｖｉｄｅｏ邋Ｃｌａｓｓ，邋ＵＶＣ）逡逑驅動程序編譯進了邋Ｌｉｎｕｘ內核中

＿ＣＯＭＰＩＬＥ、ＰＡＴＨ等。安逡逑裝結巧如圖５．３所示，可見QRｌｉｎｘ提供了完備的交叉編譯工具鏈。逡逑圖５．３邋Ｘｉｌｉｎｘ交叉編譯工具集逡逑５．３．２嵌人式Ｌｉｎｕｘ內核巧述與編譯逡逑內核是操作系統(tǒng)的核屯、，負責管理系統(tǒng)的任務調度、進程管理、內存分配、設備驅逡逑動程序、網絡系統(tǒng)和文件系統(tǒng)等，決定著系統(tǒng)的性能和穩(wěn)定性［３７１。逡逑Ｌｉｎｕｘ內核的源碼完全公開，用戶很容易通過網絡下載。通過內核源碼，用戶可Ｗ逡逑了解系統(tǒng)的工作原理，根據自身系統(tǒng)的實際情況，定制適合的內核。用戶只需遵循ＧＮＵ逡逑通用公共許可證（Ｇｅｎｅｒａｌ邋Ｐｕｂｌｉｃ邋Ｌｉｃｅｎｓｅ，邋ＧＰＬ）就可Ｗ對內核加Ｗ修改，然后重新編譯逡逑內核即可用于自身的嵌入式系統(tǒng)中。逡逑Ｌｉｎｕｘ內核驅動程序的編譯方式有兩種，其一是將驅動程序編譯進內核，其二是將逡逑驅動程序編譯成模塊。逡逑本系統(tǒng)為了增加對ＵＳＢ攝像頭的支持，將ＵＳＢ視頻類（ＵＳＢ邋Ｖｉｄｅｏ邋Ｃｌａｓｓ，邋ＵＶＣ）逡逑驅動程序編譯進了邋Ｌｉｎｕｘ內核中
【學位授予單位】：東南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TN919.8

【參考文獻】

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本文編號：2563429