无人机低时延抗误码音视频编解码系统软件设计

发布时间：2017-08-16 18:10

  本文关键词：无人机低时延抗误码音视频编解码系统软件设计

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【摘要】：无人机与音视频技术的融合,在监控、侦查、航拍等领域具有重要的使用价值。无人机音视频编解码系统完成音视频信号的采集、压缩编码并传输到地面实时解码播放。无人机传输链路带宽有限且易受干扰,传统的音视频编解码系统无法满足无人机的低时延、抗误码要求,因此研究无人机低时延抗误码的音视频编解码系统具有重要实用价值。本论文研发了一种无人机音视频编解码系统软件,实现了音视频的实时编解码和抗误码处理,并对系统进行了低时延优化。无人机音视频编解码系统包括编码系统和解码系统两部分。编码系统位于无人机上,基于以TMS320DM385处理器为核心的硬件平台,实现了音视频采集、编码和数据发送。解码系统位于地面控制中心,基于以TMS320DM8107处理器为核心的硬件平台,实现了数据接收和音视频解码播放。针对无人机无线通信链路易受干扰的特点,本论文采用基于范德蒙矩阵的RS码对音视频压缩编码码流进行抗误码保护。此外,实时性是评价无人机音视频编解码系统的重要性能指标,本论文为了降低音视频编解码系统的时延,设计了低时延优化方案：(1)改进采集编码方案,采用多slice视频编码方案,减小各处理环节的缓存,降低系统时延；(2)改变传统帧结构,采用P帧内刷新I条的编码方式,保证码流均匀平滑。系统的测试结果表明,本论文研发的无人机音视频编解码系统软件实现了功能需求,并且在降低时延和抗误码性能方面达到预期目标。
【关键词】：无人机 低时延 抗误码 视频编解码系统 达芬奇技术
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：V279
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 1 绪论10-17
• 1.1 课题背景和意义10-11
• 1.2 国内外相关研究现状11-15
• 1.2.1 无人机的发展和研究现状11-12
• 1.2.2 视频编码的发展和研究现状12-13
• 1.2.3 视频传输抗误码技术的发展和研究现状13-15
• 1.3 本文研究内容15-16
• 1.4 本文组织结构16-17
• 2 相关技术17-25
• 2.1 音视频编解码17-19
• 2.1.1 H.264视频编码17-18
• 2.1.2 G.711音频编码18-19
• 2.2 达芬奇技术19-21
• 2.2.1 达芬奇技术概述19
• 2.2.2 TMS320DM385和TMS320DM810719-21
• 2.3 抗误码技术21-24
• 2.3.1 抗误码算法21
• 2.3.2 抗误码打包21-23
• 2.3.3 抗误码解包23-24
• 2.4 本章小结24-25
• 3 系统总体设计25-31
• 3.1 硬件总体结构25-27
• 3.2 软件总体结构27-30
• 3.3 本章小结30-31
• 4 软件详细设计31-56
• 4.1 模块间通信31-36
• 4.1.1 内部消息通信31-35
• 4.1.2 内部数据通信35-36
• 4.2 编码系统软件详细设计36-49
• 4.2.1 编码系统软件结构36-37
• 4.2.2 参数配置模块37-38
• 4.2.3 视频采集模块38-41
• 4.2.4 视频编码模块41-42
• 4.2.5 音频采集编码模块42-43
• 4.2.6 抗误码发送模块43-49
• 4.3 解码系统软件详细设计49-55
• 4.3.1 解码系统软件结构49
• 4.3.2 抗误码接收模块49-53
• 4.3.3 视频解码模块和视频显示模块53-54
• 4.3.4 音频解码播放模块54-55
• 4.4 本章小结55-56
• 5 低时延优化方案56-62
• 5.1 优化采集编码方案56-59
• 5.2 改变帧结构平滑码流59-61
• 5.3 本章小结61-62
• 6 系统测试62-70
• 6.1 测试概要62-63
• 6.1.1 测试环境62-63
• 6.1.2 测试内容63
• 6.2 测试结果63-69
• 6.2.1 功能测试63-64
• 6.2.2 性能测试64-67
• 6.2.3 抗误码测试67-69
• 6.3 本章小结69-70
• 7 总结与展望70-72
• 7.1 总结70-71
• 7.2 展望71-72
• 参考文献72-76
• 作者简介76

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本文编号：684739