基于h264和fpga网络监控系统的研究和实现

《基于h264和fpga网络监控系统的研究和实现》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、基于H．264与FPGA的网络监控系统的研究与实现；宣葛焉；昌置；暑宣i毒薯暑暑；宣罩眚罱暑；吝暑高置高葺苗；；罱昌宣；宣葺；置宣篇i；葛i；；；；；；昌置暑；i置摘要根据国内外监控系统的发展趋势，本文提出了一种基-于FPGA与H．264的网络监控系统的实现方案。以FPGA为核心的嵌入式终端CPU、PC机客户端与网络连接设备是本网络视频监控系统的主要组成部分。嵌入式图像服务器采集实时图像并且根据H．264编码算法对图像进行压缩，同时监听网络。远端的PC机客户可通过网络远程访问服务器，接收图像视频并显示，能高效地掌握现场情况。本文提出了用硬件描述语言实现H．264压缩编码的解决方案以改进

2、H．264算法运算复杂的缺点。文中详细阐述了帧内预测、DCT变换和量化以及CAVLC熵编码模块的原理与硬件设计。提出了改进帧内预测的新算法，保证性能的同时大大减小了算法的复杂度。嵌入式图像服务器中的图像视频采集控制和网络传输是X2NiosII核架构完成的。图像采集使用130万像素的CMOS图像传感器OV9650。为运行调度多任务，选用“C／OS—II操作系统。使用轻量IP协议来完成图像数据的网络传输。摄像头采集到的图像视频数据数据量大，不能直接进行网络传输，需要先经高效视频压缩标准H．264进行压缩，减小数据量并增加网络亲和性。网络终端可以通过IP地址远程访问嵌入式图像服务器并开启图像

3、传输。本文详细描述了如何完成以下工作：对支持LWIP协议栈的pC／OS—II操作系统进行移植和编程、定制Avalon总线型视频采集接口电路、双NIOSII系统的内存共享以及两个NiosII核的协调与同步。本系统的验证平台选用Altera提供的NiosII开发试验箱。本系统视频压缩率高，监控图像清晰，系统软硬件协同设计与图像编码硬件实现算法成功。本系统具有低成本、良好的扩展性以及较广的适用范围等优点，有非常好的发展前景。关键词：FPGA；网络监控；图像采集；双NiosII核；———型垡尘坠些丝些垂丝丝堡塑二———一；i；置葺i；i昌置昌ii昌i宣i；ii葺i暑墨i葺i葺i篁墨宣置；置ii

4、。。。。。。。。。。。。————————一AbstractThispaperpresentsasolutiontothenetworksurveillancesystembasedonFPGAandH．264accordingtothedevelopmentinthisfieldhomeandabroad．ThenetworksurveillancesystemismainlybasedonembeddedCPUwhosecoreisFPGA、PCandnetworkdevices．Real．timeimageiscollectedandcompressedbyembeddedCPU．

5、PCcallgetaccesstotheimageserverbynetwork，receivinganddisplayingtheimage·InordertoimprovetheH．264algorithm，thispaperusesHardwareDescribeLanguagetorealizethecompressionoftheimage．Intraframeprediction、DCTandquantizationandCAVLCaredescribedinthispaper．Anewintra-predictionalgorithmisproposedanditgrea

6、tlyreducescomputationcomplexity．ImagevediocollectingmadnetworktransmissionareachievedbydualNIOSIIintheembeddedCPU．Imagevedio!iscollectedbyCMOSimagesensorOV9650with1．3millionpixels．Inordertoachievemu]Lti．taskmanagementandnetworktransmission，thispaperusespC／OS——IIandLWIPtoaccomplishthedesign．Thera

7、wimagedataareSObigthatitCannotbetransmitteddirectly．SotheymustbecompressedbyH．264toreducethedataquantityandincreasethenetworktransmissionability．ThenetworkterminalscanaccesstotheembeddedCPUbyvisitingtheIPaddress．Thejobhasdon