基于DSP的视频处理及网络传输系统设计与实现
发布时间：2020-10-16 21:32
随着信息技术及多媒体技术的飞速发展,实时视频技术的应用愈来愈广泛,但如何对海量视频数据进行高效的压缩编码,降低传输时所需的带宽,继而解决视频实时处理以及传输时所造成的画面延迟、卡顿的问题,已成为研究视频实时处理的学者所面临的巨大挑战。为此,论文研究设计了一款基于DSP的视频处理及网络传输系统,系统在DSP(数字信号处理器)平台上实现视频的采集与压缩,并经以太网将视频数据信息发送到PC端上位机,实现视频的实时处理与传输。系统硬件以TI公司生产的高清双核数字媒体处理芯片TMS320DM6467T为核心,完成系统控制、视频实时压缩编码以及网络传输;由CCD摄像头、相应的视频解码器以及VPIF视频接口实现视频的采集;以DDR2 SDRAM和NAND FLASH芯片共同组成系统的外部存储单元,实现系统视频数据的缓存与程序的存储;以VSC8641作为PHY芯片,构成视频数据的千兆网传输模块,完成系统的网络传输。系统软件部分以Windows为核心,在CCS3.3程序设计软件中,通过CSL库函数以及I2C协议实现视频采集、网络传输等硬件模块的底层驱动程序的设计。视频压缩选择当下较为流行的H.264编码标准,编码方式选择混合编码。系统测试结果显示:在25帧/秒,1600Kbps的码率下,DSP负荷仅为38%;压缩比达到了160以上,大大减小了网络传输的压力;上位机接收端视频画面清晰,基本无失真;系统延时仅为230ms,满足视频数据实时处理的要求。
【学位单位】：中北大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2017
【中图分类】：TP391.41
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 课题研究的背景和意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 视频压缩技术
1.2.2 网络传输技术
1.3 课题主要工作
1.4 章节安排
2 视频处理及网络传输系统的总体设计方案
2.1 视频处理及网络传输系统的工作原理与结构
2.2 视频处理及网络传输系统的硬件基础
2.3 视频处理及网络传输系统的核心平台
2.3.1 TMS320DM6467T的简介
2.3.2 TMS320DM6467T的主要片内外设
2.4 视频处理及网络传输系统的各功能模块
2.4.1 视频采集模块
2.4.2 视频处理模块
2.4.3 网络传输模块
2.4.4 上位机模块
2.5 视频处理及网络传输系统采集的视频格式
2.6 本章小结
3 视频处理及网络传输系统的硬件设计
3.1 视频采集模块的硬件设计
3.1.1 摄像头的选型
3.1.2 视频解码器接口设计
3.2 外部存储器的硬件设计
3.2.1 DDR2的接口设计
3.2.2 NAND存储器接口设计
3.3 外围接口的硬件设计
3.3.1 以太网模块的接口设计
3.3.2 下载调试接口设计
3.3.3 复位模块设计
3.3.4 通用异步收发传输器接口设计
3.4 电源模块设计
3.5 本章小结
4 视频处理及网络传输系统的软件设计
4.1 开发环境搭建
4.2 编程软件平台搭建
4.3 硬件模块的驱动设计
4.3.1 存储模块驱动设计
4.3.2 视频接口驱动设计
4.4 视频采集程序设计
4.5 视频压缩编码程序设计
4.5.1 视频压缩编码的依据
4.5.2 H.264 视频压缩编码标准
4.5.3 视频压缩编码方法
4.5.4 H.264 视频压缩编码的实现
4.6 网络传输程序设计
4.6.1 网络传输驱动设计
4.6.2 网络协议
4.6.3 网络传输的实现
4.7 上位机程序设计
4.8 本章小结
5 系统测试与分析
5.1 系统测试
5.1.1 系统延时测试
5.1.2 不同码率下图像质量测试
5.1.3 DSP负荷情况测试
5.2 压缩比计算
5.3 本章小结
6 总结与展望
6.1 工作总结
6.2 工作展望
参考文献
攻读硕士期间发表的论文及所取得的研究成果
致谢
【参考文献】
本文编号：2843804
【学位单位】：中北大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2017
【中图分类】：TP391.41
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 课题研究的背景和意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 视频压缩技术
1.2.2 网络传输技术
1.3 课题主要工作
1.4 章节安排
2 视频处理及网络传输系统的总体设计方案
2.1 视频处理及网络传输系统的工作原理与结构
2.2 视频处理及网络传输系统的硬件基础
2.3 视频处理及网络传输系统的核心平台
2.3.1 TMS320DM6467T的简介
2.3.2 TMS320DM6467T的主要片内外设
2.4 视频处理及网络传输系统的各功能模块
2.4.1 视频采集模块
2.4.2 视频处理模块
2.4.3 网络传输模块
2.4.4 上位机模块
2.5 视频处理及网络传输系统采集的视频格式
2.6 本章小结
3 视频处理及网络传输系统的硬件设计
3.1 视频采集模块的硬件设计
3.1.1 摄像头的选型
3.1.2 视频解码器接口设计
3.2 外部存储器的硬件设计
3.2.1 DDR2的接口设计
3.2.2 NAND存储器接口设计
3.3 外围接口的硬件设计
3.3.1 以太网模块的接口设计
3.3.2 下载调试接口设计
3.3.3 复位模块设计
3.3.4 通用异步收发传输器接口设计
3.4 电源模块设计
3.5 本章小结
4 视频处理及网络传输系统的软件设计
4.1 开发环境搭建
4.2 编程软件平台搭建
4.3 硬件模块的驱动设计
4.3.1 存储模块驱动设计
4.3.2 视频接口驱动设计
4.4 视频采集程序设计
4.5 视频压缩编码程序设计
4.5.1 视频压缩编码的依据
4.5.2 H.264 视频压缩编码标准
4.5.3 视频压缩编码方法
4.5.4 H.264 视频压缩编码的实现
4.6 网络传输程序设计
4.6.1 网络传输驱动设计
4.6.2 网络协议
4.6.3 网络传输的实现
4.7 上位机程序设计
4.8 本章小结
5 系统测试与分析
5.1 系统测试
5.1.1 系统延时测试
5.1.2 不同码率下图像质量测试
5.1.3 DSP负荷情况测试
5.2 压缩比计算
5.3 本章小结
6 总结与展望
6.1 工作总结
6.2 工作展望
参考文献
攻读硕士期间发表的论文及所取得的研究成果
致谢
【参考文献】
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3 蒋建国;苏兆品;李援;梁立伟;;RTP/RTCP自适应流量控制算法[J];电子学报;2006年09期
4 李元臣,刘维群,袁万坤;基于流媒体技术的数字信息共享[J];现代情报;2005年06期
本文编号：2843804
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