基于FPGA和DSP的图像压缩系统实现方法研究

【摘要】图像信号具有直观、形象、易懂和信息量大等特点，是人们最丰富的信息来源。然而图像数字化后的数据量太大，对数据的传输、存储等方面具有很大的挑战，所以，传统的图像传感器、采集卡、计算机显示的模式已经远远不能满足要求，对图像的实时编码压缩显得尤为重要。本文综合考虑了FPGA处理速度快和DSP在算法方面突出的优势，提出了通过FPGA控制图像的采集、缓存、格式的转换、前期的处理以及与计算机之间的数据传输，通过DSP实现JPEG2000算法，对图像进行压缩的方案。同时，为了适应多种图像的输入，本系统设计了多种视频图像输入接口，包括传统的模拟视频输入CVBS混合视频输入和S-video输入，还可以实现CameraLink数字接口的视频输入。图像采集前端通过FPGA的I/O端口模拟I2C总线时序，完成对视频解码器的初始化配置，并接收其输出的标准数字视频格式ITU-RBT.656的图像数据，对该数据进行格式的变换以及一些前期的处理后，传输给DSP进行实时的压缩。此外，FPGA还控制与计算机的接口，接收计算机的指令，并将压缩后的图像数据传输给计算机。压缩编码模块采用了TI公司的C6000系列DSP，在硬件上实现了JPEG2000算法，对图像进行了实时压缩。最后通过实验，验证并比较了图像压缩的效果，并对算法进行了部分改进。该系统实用性强，稳定性高，在高压缩比的情况下图像失真率低，无论是在工业控制领域还是科研方面都有一定的借鉴意义。
【作者】王海瑞；
【导师】翟成瑞；王红亮；
【作者基本信息】中北大学，电子与通信工程，2014，硕士
【关键词】图像压缩；JPEG2000；TVP5150；CameraLink接口；PCI总线；

【参考文献】
[1]廖晓敬.PAHs降解菌—新鞘氨醇杆菌的趋化性研究[D].厦门大学,微生物学,2014,硕士.
[2]汪波.知识产权保护对我国进口贸易的影响[D].浙江工商大学,国际贸易学,2012,硕士.
[3]王静.激发中学生英语学习动机的研究和实践[D].华东师范大学,教育,2003,硕士.
[4]陈姝.利恒公司ERP系统设计与实践[D].吉林大学,软件工程,2012,硕士.
[5]董茜.流动儿童教育衔接问题研究[D].南京大学,社会工作（专业学位）,2013,硕士.
[6]朱晨.基于隧道和ⅠⅥ机制的IPv6过渡技术的研究[D].杭州电子科技大学,计算机系统结构,2014,硕士.
[7]杜娟.在校女大学生月经先期与中医体质及相关因素调查分析[D].黑龙江中医药大学,中医学（专业学位）,2013,硕士.
[8]李航.CXK5463型车铣加工中心工作台结构优化设计[D].燕山大学,机械工程,2013,硕士.
[9]赵龙超.新型双质量飞轮扭转减振器的结构设计与仿真分析[D].河北工业大学,机械工程,2013,硕士.
[10]孟湘琴.无线传感器网络基于Dv-hop节点定位算法研究[D].湖南大学,计算机应用技术,2011,硕士.
[11]刘凤琴,马俊海.中小企业信息化管理软件开发思想与方法探讨[J].企业经济,2003,06:106-108.
[12]王帆.模拟酸雨在不同施肥条件下对小白菜的影响研究[D].吉林大学,环境科学,2014,硕士.
[13]徐超.三维动画与平面动画的艺术特征对比研究[J].品牌(下半月),2015,02:127.
[14]张俊杰.对优秀山地户外运动员冬训期间身体机能变化及体能监控的研究[D].中国地质大学（北京）,体育教育训练学,2013,硕士.
[15]吴洋洋.高速压力机多体动力学分析及仿真[D].南京航空航天大学,机械电子工程,2013,硕士.
[16]赵杰,张艳霞,宣文博,徐陆宇.分布式电源中逆变器的故障特征和保护方案[J].电力系统自动化,2012,01:51-54.
[17]覃高友.基于ACP方法的城市轨道交通换乘及应急若干问题研究[D].北京交通大学,交通信息工程及控制,2013,硕士.
[18]叶艳妃.α+~(16)O结构下的p-~(20)Ne非弹性散射研究[D].广西师范大学,理论物理,2013,硕士.
[19]胡江浦,黄英娟,董金勇,王月欣.正丁基氯化镁还原氧化石墨烯的表征[J].高等学校化学学报,2013,09:2077-2083.
[20]薛良辰.喹乙醇在鲫鱼体内的消除规律及残留检测技术研究[D].华南理工大学,食品工程,2012,硕士.
[21]范克学.3d过渡金属一氧化物MO与C_6H_6和CH_3Cl的反应研究[D].浙江理工大学,应用化学,2014,硕士.
[22]李颖.明清唱乐记录的初步研究[D].福建师范大学,音乐学,2004,硕士.
[23]王重阳.整合素αvβ3拮抗剂SB-273005对孕鼠Th细胞及细胞因子的影响[D].遵义医学院,妇产科（专业型学位）,2012,硕士.
[24]王学栋.济南正昊化纤营销战略研究[D].大连理工大学,工商管理,2003,硕士.
[25]黄志玲,彭玉华,朱积余,申文辉,郝海坤.不同基质对台湾桤木容器苗生长的影响[J].西部林业科学,2014,02:91-96.
[26]胡金明.高速公路污水处理及应用[D].中国地质大学（北京）,地质工程,2013,硕士.
[27]王海元.电能质量扰动的检测和识别研究[D].华中科技大学,电气工程,2013,硕士.
[28]陈晨.试论普京执政时期治理俄罗斯民族问题的政策[D].西南民族大学,马克思主义民族理论与政策,2014,硕士.
[29]孙越恒.基于统计的NLP技术在中文信息检索中的应用研究[D].天津大学,2005.
[30]杨瑞强.析SCM协定中补贴确认的法律标准[D].中国社会科学院研究生院,国际经济法（专业学位）,2014,硕士.
[31]冯俊娥,程兆林.不确定奇异时滞系统的保性能控制[J].控制与决策,2002,S1:711-714.
[32]管赢.校园文化视角下大学生社会化研究[D].广东财经大学,思想政治教育,2014,硕士.
[33]戴丽虹.农村居民健康档案建设初探[D].安徽大学,档案学,2013,硕士.
[34]龚晓光.湖北省农业产业优势与农业产业结构优化研究[D].华中农业大学,农业经济管理,2001,硕士.
[35]赵丽娟.中国春节对青少年的道德教育作用研究[D].华中师范大学,思想政治教育,2014,硕士.
[36]王洁平.免疫淀粉微球的制备及其在氯霉素检测中的应用[D].大连工业大学,生物化工,2008,硕士.
[37]郭名伟.基因多态性与中国闽南地区散发性帕金森病的相关性研究[D].福建医科大学,神经病学,2014,硕士.
[38]王灏.沈阳市出租车群体应急支持组织设计与实施研究[D].东北大学,工商管理,2009,硕士.
[39]张哲铭.基于3D视频水印算法研究[D].北方工业大学,信号与信息处理,2013,硕士.
[40]范志伟.内蒙集宁地区前孔兹岩系变质基底的组成、地球化学及年代学特征[D].吉林大学,构造地质学,2013,硕士.
[41]喻晓杨.面孔加工的种族效应：加工方式和时间进程[D].浙江理工大学,应用心理学,2014,硕士.
[42]付健.全集成CMOS射频功率放大器[D].复旦大学,微电子学与固体电子学,2012,硕士.
[43]谷彩云.董志刚教授治疗糖尿病肾病经验[D].辽宁中医药大学,中医内科（专业学位）,2012,硕士.
[44]王成松.基于行程时间估计的城市交通事故应急车辆路径优化[D].广东工业大学,机械工程,2014,硕士.
[45]曲庆江.我国资源型城市的困境与经济转型对策研究[D].吉林大学,国民经济学,2004,硕士.
[46]李晨.间接正犯相关问题研究[D].吉林大学,法律,2014,硕士.
[47]刘烨.变形镁合金表面防腐涂层裂纹产生后的耐蚀性研究[D].重庆大学,材料科学与工程,2014,硕士.
[48]高刚,贺振华,曹俊兴,桂志先,蔡涵鹏.两项式弹性波阻抗反演方法在深层碳酸盐岩储层预测中的应用[J].石油地球物理勘探,2013,03:450-457+506+330-331.
[49]荆家良.评《国有林区可持续发展能力建设研究》一书[J].绿色中国.2004(Z1)
[50]陈德军.来曲唑与克罗米芬在宫腔内人工授精中有效性比较的系统评价和Meta分析[D].华中科技大学,妇产科学,2013,硕士.