基于H.264和Davinci技术的多媒体处理器设计与研究

发布时间：2020-05-15 10:59

【摘要】： 近年来,我国矿山安全形势严峻,而一些矿用安全设备在功能、体积、重量等方面存在不足。因此,本文针对矿山应急救援设计了一种基于H.264和Davinci技术的多媒体处理器。该系统实现的功能主要包括:视频采集、压缩、存储、显示和传输;音频双向通信和存储;环境参数采集、存储和传输。本设计采用Davinci技术构建系统软硬件平台。Davinci技术是TI公司为满足音视频系统开发的多方面需求而专门推出的一系列全新技术。该技术的处理器芯片根据音视频压缩应用进行了高效优化,具有集成度高、处理速度快等特点;其软件框架对复杂性较高的算法部分进行了模块化,增强了算法与应用程序的独立性,使得音视频编解码算法具有良好的扩展性。系统采用H.264视频压缩格式;图像分辨率可调,最大D1(704×576);视频帧率可调,最大25帧/秒。本文采用模块化设计方法,完成了系统软硬件设计与部分实现。硬件部分,采用Davinci技术的TMS320DM6446芯片作为主处理器,该芯片内部集成ARM9核和DSP64x+ DSP核,提高了系统集成度、降低了系统板级成本;主要外围模块包括存储模块、视频模块、音频模块、网络通讯模块、通用异步串行模块、控制管理模块、电源模块等。软件部分,在Davinci技术软件框架下开发,采用MontaVista Linux作为操作系统;本文对视频数据的采集和压缩编码、MSP430单片机程序以及基于TCP/IP协议的多媒体网络通信程序进行了详细分析与设计。该系统属于安防监控领域的新设备,既可应用于矿山应急救援,其研究成果也可在其它安防领域推广应用。目前,系统硬件部分的调试工作已基本完成;软件主要功能模块已完成设计,能够在TI的Davinci视频开发评估板上正常运行,达到了预期性能要求。
【图文】：

模式图,帧内预测,模式,宏块

图 2.1 4×4 帧内预测模式图 2.2 16×16 帧内预测模式②运动估计与运动补偿首先，H.264 采用了不同大小和形状的宏块分割与亚分割的方法[9-12]。一个宏块的16×16 亮度宏块可以按照 16×16, 16×8, 8×16 或 8×8 进行分割，，而如果选择了 8×分割，那么还可以按照 8×8, 8×4, 4×8 或 4×4 进行亚分割，如图 2.3 所示。这些宏块分割与亚分割的模式可以组合出许多种宏块的分割方法。这种把宏块划分成不同大小的块和亚块进行运动补偿的方法被称为树结构的运动补偿。宏块分割与亚分割所产生的每一个亮度块都有自己的运动矢量。对于宏块中的色度值，分割方法是和亮度一样的，由

模式图,帧内预测,模式,宏块

6图 2.2 16×16 帧内预测模式②运动估计与运动补偿首先，H.264 采用了不同大小和形状的宏块分割与亚分割的方法[9-12]。一个宏块的16×16 亮度宏块可以按照 16×16, 16×8, 8×16 或 8×8 进行分割，而如果选择了 8×分割，那么还可以按照 8×8, 8×4, 4×8 或 4×4 进行亚分割，如图 2.3 所示。这些宏块分割与亚分割的模式可以组合出许多种宏块的分割方法。这种把宏块划分成不同大小的块和亚块进行运动补偿的方法被称为树结构的运动补偿。宏块分割与亚分割所产生的每一个亮度块都有自己的运动矢量。对于宏块中的色度值，分割方法是和亮度一样的，由于 4:2:0 采样的关系，色度分割块的大小是亮度分割块的一半，而且当色度块在利用运动矢量时，必须要将它各个分量除以 2。选用较大的预测块尺寸意味着用于表明运动矢量和分割区域类型的比特数会比较少，适用于图像细节比较少、比较平稳的区域的匹配
【学位授予单位】：西安科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：TP332

【引证文献】