【硕士论文】数字图像监控系统解码芯片的设计及其FPGA实现.pdf

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1、天津大学硕士学位论文数字图像监控系统解码芯片的设计及其FPGA实现姓名：杨勇涛申请学位级别：硕士专业：通信与信息系统指导教师：赵雅兴20030101中文摘要随着多媒体通信技术的发展，人们不再满足单一文字或声音的传递，从普通电话到视频电话，从SMS(shortMessagingService)到EMS(E1uhancedMessageService)再到MMS(multimediamessagingservice)，多媒体技术逐渐进入了千家万户，而如何高效的处理多媒体信源让其更方便有效的存储和传输就成为了当前的研究热点。本文就多媒体信

2、息的主体之一一图像信号的压缩和解压进行了分析，并结合实际课题所设计的数字图像监控系统对其中的图像解码过程进行了软硬件的实现。首先我们在ANALOGDEVICE公司的ADSP．2189上进行了解码系统的验证，就解码输出的质量进行了主观评价。通过软件仿真，我们还进一步得到了解码过程中，哪些指令占用较多的指令执行时间，哪些指令会成为硬件实现时的瓶颈。它为我们的FPGA优化设计提供了理论上的依据。综合考虑设计方案的复杂程度、系统规模、系统时延、器件成本等各项因素，通过对各种FPGA器件性能与开发工具的选择比较，决定选用Altera公司的FL

3、EXIOK器件来做最终的硬件实现。它不仅为图像解码系统的ASIC实现做了一定的理论分析和技术准备，也为FPGA技术在数字信号处理领域的应用开辟了新的研究方向。在硬件设计过程中，根据FPGA技术的优点，采用“自上而下”和“自下而上”相结合的设计方法，将整个系统进行功能模块分割并分别实现。所有处理模块均采用VERILIG语言编写，对其中的主要模块都进行了优化设计。通过这些优化不仅提高了解压性能，还减少了处理时间和所占用的硬件空间。最后通过仿真表明了所实现的图像解码系统具有良好的性能，具有一定的使用价值。关键词：图像编解码熵编码Huffm

4、an编码量化现场可编程逻辑器件数字信号处理ABSTRACTWiththedevelopingofthemultimediatechnology,peoplewillnotsatisfiedwitlltheboredvoiceandtextonlytransmission．Fromthetelephonetovideophone，fromtheSMS(ShortMessagingService)toEMS(EnhancedMessageService)toMMS(multimediamessagingservice)，multimed

5、iatechnologyclosetothepeople．However，howtomakethesourceofthemultimediainformationmoreefficientandconvenienttofacilitatethestorageandtransmissionattractseveryone’eyes．Inthispaperweanalyzehowtocompressanddecompressoneofthemainbodyinmultimediainformation—imagesignal．Incom

6、binewithonepracticalproject，whichisaboutthedigitalsignalmonitoringsystem，werealizetheimagedecompressionpartinbothsoftwareandhardware．WestartedfromtheADSP．2189totestourdecompressionsystemandmadeajudgmentpersonally．Throughthisprocesswefoundwhichinstructionstakethemostoft

7、heprocessingtimeandwhichoneswillbecomethebottleneckwhenimpliedinhardware．ItprovidesatheoreticalsupporttoourFPGAimplication．AftercomparingtheperformanceoftheFPGAdevicesandthedevelopingtools，wedecidetousethetechnologyfromAlteraanditsFLEX10KEdevicesfortheirdesignflexibili

8、tyandhighperformance．WhatwedidnotonlygiveatechnologypreparationfortheASICimprecationofthedecoder,butalsosteptoanewdir