【摘要】：隨著數(shù)字視頻處理技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的迅速發(fā)展以及移動(dòng)智能終端的普及,人們對(duì)視頻形式的多媒體業(yè)務(wù)的需求不斷增長。然而,數(shù)字視頻信號(hào)的數(shù)據(jù)量極大,占用大量的存儲(chǔ)空間和傳輸帶寬,為此,國際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)和國際電信聯(lián)盟(ITU)陸續(xù)提出了多種數(shù)字視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)。其中,JPEG2000壓縮標(biāo)準(zhǔn)憑借優(yōu)異的特性在移動(dòng)通信和IP網(wǎng)的視頻傳輸中得到廣泛應(yīng)用。JPEG2000編解碼器擁有優(yōu)異特性的同時(shí),實(shí)現(xiàn)卻很復(fù)雜,已成為影響視頻傳輸系統(tǒng)實(shí)時(shí)性的關(guān)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(diǎn),可將復(fù)雜的算法使用硬件加速實(shí)現(xiàn),能夠有效改善系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性能。本文在研究了JPEG2000編碼算法和SOPC設(shè)計(jì)技術(shù)的基礎(chǔ)上,完成了視頻傳輸系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)以及在Zynq7000平臺(tái)上的實(shí)現(xiàn)。論文的主要內(nèi)容包括如下幾個(gè)方面:(1)研究了SOPC軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì)技術(shù),同時(shí)針對(duì)Zynq7000平臺(tái)深入學(xué)習(xí)了Xilinx提供的設(shè)計(jì)方法、開發(fā)工具和設(shè)計(jì)流程,然后根據(jù)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(gòu)設(shè)計(jì)；(2)研究了可重用IP核設(shè)計(jì)技術(shù),同時(shí)重點(diǎn)學(xué)習(xí)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(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)；(3)根據(jù)軟硬件劃分結(jié)果,分析了硬件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能和軟硬件接口,完成了硬件系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì),然后基于Vivado IDE實(shí)現(xiàn)了硬件系統(tǒng)；(4)根據(jù)軟硬件劃分結(jié)果,分析了軟件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能和軟硬件接口,完成了軟件系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)。然后,針對(duì)軟件系統(tǒng)功能模塊,分別實(shí)現(xiàn)了Zynq7000平臺(tái)的Linux移植、基于V4L2規(guī)范的視頻采集程序設(shè)計(jì)、基于Socket接口的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸程序設(shè)計(jì)、基于Misc驅(qū)動(dòng)模型的jp2k_core模塊的內(nèi)核驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)和JPEG2000編碼的控制程序設(shè)計(jì)：(5)分析了JPEG2000壓縮噪聲中分片效應(yīng)的產(chǎn)生原因,提出了基于前后向?yàn)V波的消除方法,并在軟件中實(shí)現(xiàn)；(6)研究了Linux系統(tǒng)多進(jìn)程與多線程程序設(shè)計(jì)方法,在軟件功能模塊實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)上,根據(jù)模塊性能進(jìn)行了線程劃分,最后完成了視頻傳輸系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。在視頻傳輸系統(tǒng)的軟硬件實(shí)現(xiàn)后,使用ZC702評(píng)估板對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了軟硬件協(xié)同測(cè)試,測(cè)試結(jié)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(yīng)的影響,同時(shí)兼有很好的實(shí)時(shí)性。
【圖文】：

＿ＣＯＭＰＩＬＥ、ＰＡＴＨ等。安逡逑裝結(jié)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(nèi)核巧述與編譯逡逑內(nèi)核是操作系統(tǒng)的核屯、，負(fù)責(zé)管理系統(tǒng)的任務(wù)調(diào)度、進(jìn)程管理、內(nèi)存分配、設(shè)備驅(qū)逡逑動(dòng)程序、網(wǎng)絡(luò)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(nèi)核的源碼完全公開，用戶很容易通過網(wǎng)絡(luò)下載。通過內(nèi)核源碼，用戶可Ｗ逡逑了解系統(tǒng)的工作原理，根據(jù)自身系統(tǒng)的實(shí)際情況，定制適合的內(nèi)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(duì)內(nèi)核加Ｗ修改，然后重新編譯逡逑內(nèi)核即可用于自身的嵌入式系統(tǒng)中。逡逑Ｌｉｎｕｘ內(nèi)核驅(qū)動(dòng)程序的編譯方式有兩種，其一是將驅(qū)動(dòng)程序編譯進(jìn)內(nèi)核，其二是將逡逑驅(qū)動(dòng)程序編譯成模塊。逡逑本系統(tǒng)為了增加對(duì)ＵＳＢ攝像頭的支持，將ＵＳＢ視頻類（ＵＳＢ邋Ｖｉｄｅｏ邋Ｃｌａｓｓ，邋ＵＶＣ）逡逑驅(qū)動(dòng)程序編譯進(jìn)了邋Ｌｉｎｕｘ內(nèi)核中

＿ＣＯＭＰＩＬＥ、ＰＡＴＨ等。安逡逑裝結(jié)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(nèi)核巧述與編譯逡逑內(nèi)核是操作系統(tǒng)的核屯、，負(fù)責(zé)管理系統(tǒng)的任務(wù)調(diào)度、進(jìn)程管理、內(nèi)存分配、設(shè)備驅(qū)逡逑動(dòng)程序、網(wǎng)絡(luò)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(nèi)核的源碼完全公開，用戶很容易通過網(wǎng)絡(luò)下載。通過內(nèi)核源碼，用戶可Ｗ逡逑了解系統(tǒng)的工作原理，根據(jù)自身系統(tǒng)的實(shí)際情況，定制適合的內(nèi)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(duì)內(nèi)核加Ｗ修改，然后重新編譯逡逑內(nèi)核即可用于自身的嵌入式系統(tǒng)中。逡逑Ｌｉｎｕｘ內(nèi)核驅(qū)動(dòng)程序的編譯方式有兩種，其一是將驅(qū)動(dòng)程序編譯進(jìn)內(nèi)核，其二是將逡逑驅(qū)動(dòng)程序編譯成模塊。逡逑本系統(tǒng)為了增加對(duì)ＵＳＢ攝像頭的支持，將ＵＳＢ視頻類（ＵＳＢ邋Ｖｉｄｅｏ邋Ｃｌａｓｓ，邋ＵＶＣ）逡逑驅(qū)動(dòng)程序編譯進(jìn)了邋Ｌｉｎｕｘ內(nèi)核中
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TN919.8

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2563429