基于FPGA技術(shù)的水下視頻壓縮編碼器的研制.pdf

1、近年來，海洋資源的開發(fā)和國防建設(shè)技術(shù)內(nèi)涵的延伸和功能的擴展給水下探測和信息處理帶來了新的應(yīng)用和發(fā)展空間，視頻探測作為一種重要的水下目標探測識別的手段受到了廣泛的重視，自主水下航行器(AUV)和水聲通信技術(shù)的飛速發(fā)展進一步推動了人們對水下視頻圖像領(lǐng)域的研究。在視頻探測系統(tǒng)中，如何將視頻探測數(shù)據(jù)有效存儲，或經(jīng)由水聲信道或無線電信道實時、有效地傳輸?shù)綀D像處理系統(tǒng)是其中的基礎(chǔ)和關(guān)鍵技術(shù)之一。 由于水聲信道帶寬嚴重受限特性及AUV圖像數(shù)據(jù)

2、存儲空間有限等影響，使得視頻圖像壓縮編碼成為水下目標視覺識別應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)。小波變換具有較好的時頻局部化性能和與人眼視覺特性相符合的多分辨率分析能力，因而被廣泛應(yīng)用于圖像壓縮中。而提升小波變換由于不依賴于傅立葉變換，在空間域就能完成小波變換，具有更適合硬件實現(xiàn)的特點。 本文根據(jù)水下目標視覺探測識別應(yīng)用的需要，詳細比較和論證了水下視頻壓縮編碼器設(shè)計和實現(xiàn)方案，并最終確定了采用基于FPGA的DSP開發(fā)平臺，利用SOPC技術(shù)進行軟硬件

3、協(xié)同設(shè)計，以滿足數(shù)據(jù)處理高速、靈活性和通用性的目標。論文首先分析了水下視頻圖像的特點和水聲信道傳輸?shù)奶匦?，視頻圖像的采集，介紹了小波變換的基本理論及壓縮算法的選取，然后針對選取的小波算法進行壓縮系統(tǒng)的搭建。 論文的第一個重要研究內(nèi)容是如何利用FPGA進行視頻數(shù)據(jù)流的實時采集和存儲，包括視頻圖像捕捉、解碼、DMA控制器的設(shè)計以及軟件程序設(shè)計等。 論文的第二個重要研究內(nèi)容是基于提升小波變換的視頻壓縮算法的FPGA實現(xiàn)，運用A