秉銘1096007航天小型攝像機(jī)的視頻編碼器

秉銘1096007航天小型攝像機(jī)的視頻編碼器DBS36E-S3AK00050

DBS36E-S3AK00050系統(tǒng)具體采用了簡單高效的算法,利用流水線處理過程完成,并在實現(xiàn)中加入了可靠性設(shè)計,保障其在航天環(huán)境中正常工作。論文的主要研究工作有:首先,本文圍繞視頻編碼器的研究,簡單介紹了視頻壓縮的研究背景,標(biāo)準(zhǔn)在專家研究發(fā)布下不斷推進(jìn)的歷程,并總結(jié)了標(biāo)準(zhǔn)特別是應(yīng)用的MPEG-4和H.264的特點,以及結(jié)合本文航天編碼器基于FPGA設(shè)計,闡述FPGA在該領(lǐng)域中投入應(yīng)用的歷程。接著,本文介紹了視頻壓縮編碼實現(xiàn)的基本原理,采用通用的混合方式,包括對時域,空間域及碼字的壓縮,并闡述了視頻編的基本框架和實現(xiàn)流程,這些標(biāo)準(zhǔn)采用的技術(shù)框架基本一致,具體闡述了MPEG-4和H.264不同的技術(shù)細(xì)節(jié)和實現(xiàn)方式,涉及的模式。其次,本文研究對比了當(dāng)前流行的實現(xiàn)架構(gòu),闡述了各個方案的優(yōu)缺點。并且針對航天應(yīng)用以及小型化設(shè)計的目標(biāo),編碼系統(tǒng)確定采用FPGA架構(gòu)實現(xiàn)。在編碼器關(guān)鍵實現(xiàn)技術(shù)的理論基礎(chǔ)上,詳細(xì)闡述了基于FPGA架構(gòu)的編碼器實現(xiàn)設(shè)計流程和具體實現(xiàn)模塊,其中CMOS傳感器控制模塊,自動曝光功能,編碼單元對圖像信號進(jìn)行處理并實現(xiàn)圖像壓縮,輸出壓縮碼流。對比常見的搜索方式,重點闡述了圖像壓縮部分采用的具有針對性的運動估計搜索方法,并且匹配準(zhǔn)則采用SAD。系統(tǒng)通過合理利用硬件資源,闡述實現(xiàn)采用的模塊化設(shè)計思想和靈活并行流水線技術(shù),提高視頻編碼系統(tǒng)的處理速度。后,本系統(tǒng)的FPGA程序首先通過軟件對各個模塊和系統(tǒng)總體進(jìn)行功能仿真,仿真正確后在硬件平臺上驗證,本文提出的系統(tǒng)滿足小型化需求,并證明其具有較好的性能和處理速度。

1095913    DBS60E-TECC02048                                            
1095918    DBS60E-S4AK01024                                            
1095919    DFS60A-BDAC32768                                            
1095927    DFS60A-TDAC32768                                            
1095970    DKS40-E5M00100                                              
1095974    DFS60B-S4UB00080                                            
1095989    DUV60E-D4KCKBDA                                             
1096007    DBS36E-S3AK00050                                            
1096009    DBS36E-BBGL00200                                            
1096011    DBS60E-TDEJC1024                                            
1096044    DBS60E-S4CC01024                                            
1096045    DFS60B-BBAA02500                                            
1096046    DFS60B-BEVB04096                                            
1096059    DUV60E-00KFHAAA                                             
1096107    AFM60B-BBAL032768                                           
1096113    MAXH1N-12C0FC60475                                          
1096115    SFM60-HPZB0S02                                              
1096116    DFS60E-TAEA01024                                            
1096135    DBS60E-RBAAD1024                                            
1096148    DFS60B-TCMA10000                                            
1096196    DFS60B-S1VA02000                                            
1096204    DFS60B-BBAK00700                                            
1096206    AHS36A-BDPL016384                                           
1096216    DFS60B-BDEL00256                                            
1096221    DUV60E-00KFHCAB                                             
1096270    AFM60E-TEAN004096                                           
1096313    DFS25A-A2C2C000300                                          
1096327    AFS60E-BJAC004096                                           
1096332    AFM60I-S4TM262144                                           
1096339    DBS36E-BBAL02048                                            
1096348    DUV60E-32KFACAB                                             
1096349    DUV60E-32KCKCAA                                             
1096351    DUV60E-D4KCHABA                                             
1096358    DFS60A-S4EM65536                                            
1096397    DFS60E-S4CM02048                                            
1096399    DFS60I-Q4AC05000                                            
1096400    DUV60E-32KCKAAA                                             
1096433    DBS60E-TBEPC1024                                            
1096434    DBS60E-TDEPC1024                                            
1096435    DBS60E-TEEPC1024                                            
1096461    DFS60B-BECK10000                                            
1096467    DBS36E-S3AK00S74                                            
1096468    DFS60B-SZZC00S01                                            
1096477    DBS60E-THEJD1024                                            
1096481    AFM60B-THAK008192                                           
1096506    DUV60E-32KFGCEA                                             
1096507    BCG05-A1NMS01                                               
1096572    AFM60I-BHRC262144                                           
1096576    DUV60E-32KKHABA                                             
1096580    DFS60B-TEEL00250                                            
1096587    SFM60-HRAT2K02 

秉銘1096007航天小型攝像機(jī)的視頻編碼器DBS36E-S3AK00050

DBS36E-S3AK00050動態(tài)圖像專家組聯(lián)合提出的高度壓縮視頻編碼器標(biāo)準(zhǔn)。然而H.264/AVC編碼器較高的運算復(fù)雜度提高了多屏共享系統(tǒng)的延遲時間。H.264/AVC由多種開源的實現(xiàn),其中X264因簡單高效而得到廣泛的應(yīng)用。在此對多頻共享系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行實現(xiàn),分析X264編碼器提供的運動估計算法并且提出一種優(yōu)化的算法。實驗表明,新的算法提高了編碼的速度、減少了系統(tǒng)延遲時間,同時視頻質(zhì)量幾乎沒有產(chǎn)生損失。 通過對運動估計算法進(jìn)行優(yōu)化,提出一種應(yīng)用新型存儲結(jié)構(gòu)的流水線實現(xiàn)結(jié)構(gòu)。通過采用合適的搜索策略、高效的率失真優(yōu)化代價計算和插值部件、創(chuàng)新的存儲結(jié)構(gòu)及優(yōu)化的數(shù)據(jù)流調(diào)度,實現(xiàn)具有低硬件代價和存儲訪問的快速運動估計。該設(shè)計在SMIC 130 nm工藝下綜合,時鐘頻率可達(dá)到167 MHz,消耗181.7 K邏輯門和13.8 KB存儲,相比同類設(shè)計具有更高的硬件效率。該設(shè)計集成在一個H.264/AVC編碼器中進(jìn)行FPGA原型驗證和VLSI實現(xiàn)。SMIC 65 nm工藝下,整個芯片面積為1.74 mm×1.74 mm,工作頻率為350 MHz,可以支持實時高清(1080P@60fps)編碼。