基于ADV212的无人机超高清图像压缩系统设计

发布时间：2017-09-14 10:12

  本文关键词：基于ADV212的无人机超高清图像压缩系统设计

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【摘要】：随着无人机的发展,无人机的应用逐渐从军事国防领域拓宽到民用领域和消费级领域。特别是近两年,由于消费级无人机航拍的火热,使得无人机成为了大家研究的热点。利用无人机航拍可以帮助人们完成很多不同类型的任务,同时大幅度提高效率。由于图像技术的快速发展,无人机航拍对图像的分辨率要求也越来越高,超高清图像的应用必然是未来无人机发展的趋势。但对于图像数据的远程传输来说,直接传输原始图像数据需要很高的带宽,所以在传输之前必须进行图像压缩。本系统需要完成的主要功能是无人机拍摄的4K超高清图像压缩,压缩质量要求主观效果好,同时压缩比率可调。根据系统需求,设计采用了基于JPEG2000算法的ADV212芯片作为图像压缩模块。图像预处理模块完成对YCbCr 4:2:2格式的图像数据进行分量提取,将提取出来的单分量数据存储到外部的大容量SDRAM存储器中。图像数据输出模块对压缩后的单分量数据按照JPEG2000标准合并然后输出,系统配置模块完成对ADV212的初始化配置操作,电源管理模块将外部电源电压转换成系统各个模块所需的电压。在完成了系统各个功能模块的电路原理图设计后,对系统中的高速信号进行了信号完整性原理概述,同时对信号完整性设计中常见的反射问题和串扰问题进行了仿真。最后完成了硬件PCB设计和系统的软件功能模块设计。根据设计的系统方案,开发出了能够长时间稳定运行的基于ADV212的无人机超高清图像压缩系统,系统可以成功实现对超高清图像进行压缩。测试结果也表明在压缩10倍时,超高清图像的清晰度并没有降低太多,肉眼很难分辨出差别,同时降低了图像数据远程传输所需要的带宽。另外,还可以根据不同的应用需求,对图像压缩比率进行软件编程调整。成功完成了课题预期的功能要求。
【关键词】：ADV212 无人机 超高清图像 图像压缩
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP391.41;V279
【目录】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-8
• 1 绪论8-12
• 1.1 课题研究的背景和意义8-10
• 1.2 课题国内外研究现状10-11
• 1.3 课题来源与研究目标11
• 1.4 本论文主要研究内容11-12
• 2 系统总体方案设计12-16
• 2.1 系统需求分析及原理概述12
• 2.2 系统方案设计及芯片选型12-15
• 2.2.1 图像采集模块13
• 2.2.2 图像预处理及输出模块13-14
• 2.2.3 存储器模块14
• 2.2.4 图像压缩编码模块14-15
• 2.2.5 系统配置模块15
• 2.2.6 电源管理模块15
• 2.3 本章小结15-16
• 3 系统硬件电路设计16-38
• 3.1 硬件总体结构16-17
• 3.2 图像预处理及输出模块17-20
• 3.2.1 芯片简介17-18
• 3.2.2 电源接口电路18-19
• 3.2.3 时钟电路19
• 3.2.4 配置电路19-20
• 3.2.5 JTAG接口电路20
• 3.3 存储器模块20-23
• 3.3.1 存储器芯片简介21-22
• 3.3.2 存储器电路设计22-23
• 3.4 图像压缩编码模块23-26
• 3.4.1 芯片简介23-25
• 3.4.2 图像压缩编码电路设计25-26
• 3.5 系统配置模块26-31
• 3.5.1 芯片简介26-27
• 3.5.2 时钟电路设计27-29
• 3.5.3 复位电路设计29-30
• 3.5.4 JTAG接口电路30-31
• 3.6 电源管理模块31-37
• 3.6.1 系统功耗分析31-32
• 3.6.2 线性直流稳压电源电路32
• 3.6.3 开关直流稳压电源电路32-33
• 3.6.4 电源转换电路设计33-37
• 3.7 本章小结37-38
• 4 系统信号完整性仿真与PCB设计38-53
• 4.1 信号完整性分析概述38-39
• 4.2 信号的端接匹配问题39
• 4.3 信号反射问题39-44
• 4.4 信号串扰问题44-50
• 4.5 系统PCB分析与设计50-52
• 4.6 本章小结52-53
• 5 系统软件设计53-64
• 5.1 系统软件总体结构53
• 5.2 系统配置模块软件53-54
• 5.3 图像压缩编码模块软件54-57
• 5.4 图像预处理模块软件57
• 5.5 数据存储模块软件57-60
• 5.6 图像数据输出模块软件60-61
• 5.7 结果及分析61-63
• 5.8 本章小结63-64
• 6 总结与展望64-65
• 6.1 本文完成的工作总结64
• 6.2 存在的不足之处与改进64-65
• 致谢65-66
• 参考文献66-69
• 附录69
• A. 作者在攻读硕士学位期间发表的专利目录69
• B. 作者在攻读硕士学位期间参与的科研项目情况69

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本文编号：849411