本文關(guān)鍵詞：基于ADV212的無人機超高清圖像壓縮系統(tǒng)設(shè)計

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【摘要】：隨著無人機的發(fā)展,無人機的應(yīng)用逐漸從軍事國防領(lǐng)域拓寬到民用領(lǐng)域和消費級領(lǐng)域。特別是近兩年,由于消費級無人機航拍的火熱,使得無人機成為了大家研究的熱點。利用無人機航拍可以幫助人們完成很多不同類型的任務(wù),同時大幅度提高效率。由于圖像技術(shù)的快速發(fā)展,無人機航拍對圖像的分辨率要求也越來越高,超高清圖像的應(yīng)用必然是未來無人機發(fā)展的趨勢。但對于圖像數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程傳輸來說,直接傳輸原始圖像數(shù)據(jù)需要很高的帶寬,所以在傳輸之前必須進(jìn)行圖像壓縮。本系統(tǒng)需要完成的主要功能是無人機拍攝的4K超高清圖像壓縮,壓縮質(zhì)量要求主觀效果好,同時壓縮比率可調(diào)。根據(jù)系統(tǒng)需求,設(shè)計采用了基于JPEG2000算法的ADV212芯片作為圖像壓縮模塊。圖像預(yù)處理模塊完成對YCbCr 4:2:2格式的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行分量提取,將提取出來的單分量數(shù)據(jù)存儲到外部的大容量SDRAM存儲器中。圖像數(shù)據(jù)輸出模塊對壓縮后的單分量數(shù)據(jù)按照J(rèn)PEG2000標(biāo)準(zhǔn)合并然后輸出,系統(tǒng)配置模塊完成對ADV212的初始化配置操作,電源管理模塊將外部電源電壓轉(zhuǎn)換成系統(tǒng)各個模塊所需的電壓。在完成了系統(tǒng)各個功能模塊的電路原理圖設(shè)計后,對系統(tǒng)中的高速信號進(jìn)行了信號完整性原理概述,同時對信號完整性設(shè)計中常見的反射問題和串?dāng)_問題進(jìn)行了仿真。最后完成了硬件PCB設(shè)計和系統(tǒng)的軟件功能模塊設(shè)計。根據(jù)設(shè)計的系統(tǒng)方案,開發(fā)出了能夠長時間穩(wěn)定運行的基于ADV212的無人機超高清圖像壓縮系統(tǒng),系統(tǒng)可以成功實現(xiàn)對超高清圖像進(jìn)行壓縮。測試結(jié)果也表明在壓縮10倍時,超高清圖像的清晰度并沒有降低太多,肉眼很難分辨出差別,同時降低了圖像數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸所需要的帶寬。另外,還可以根據(jù)不同的應(yīng)用需求,對圖像壓縮比率進(jìn)行軟件編程調(diào)整。成功完成了課題預(yù)期的功能要求。
【關(guān)鍵詞】：ADV212 無人機 超高清圖像 圖像壓縮
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TP391.41;V279
【目錄】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-8
• 1 緒論8-12
• 1.1 課題研究的背景和意義8-10
• 1.2 課題國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-11
• 1.3 課題來源與研究目標(biāo)11
• 1.4 本論文主要研究內(nèi)容11-12
• 2 系統(tǒng)總體方案設(shè)計12-16
• 2.1 系統(tǒng)需求分析及原理概述12
• 2.2 系統(tǒng)方案設(shè)計及芯片選型12-15
• 2.2.1 圖像采集模塊13
• 2.2.2 圖像預(yù)處理及輸出模塊13-14
• 2.2.3 存儲器模塊14
• 2.2.4 圖像壓縮編碼模塊14-15
• 2.2.5 系統(tǒng)配置模塊15
• 2.2.6 電源管理模塊15
• 2.3 本章小結(jié)15-16
• 3 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計16-38
• 3.1 硬件總體結(jié)構(gòu)16-17
• 3.2 圖像預(yù)處理及輸出模塊17-20
• 3.2.1 芯片簡介17-18
• 3.2.2 電源接口電路18-19
• 3.2.3 時鐘電路19
• 3.2.4 配置電路19-20
• 3.2.5 JTAG接口電路20
• 3.3 存儲器模塊20-23
• 3.3.1 存儲器芯片簡介21-22
• 3.3.2 存儲器電路設(shè)計22-23
• 3.4 圖像壓縮編碼模塊23-26
• 3.4.1 芯片簡介23-25
• 3.4.2 圖像壓縮編碼電路設(shè)計25-26
• 3.5 系統(tǒng)配置模塊26-31
• 3.5.1 芯片簡介26-27
• 3.5.2 時鐘電路設(shè)計27-29
• 3.5.3 復(fù)位電路設(shè)計29-30
• 3.5.4 JTAG接口電路30-31
• 3.6 電源管理模塊31-37
• 3.6.1 系統(tǒng)功耗分析31-32
• 3.6.2 線性直流穩(wěn)壓電源電路32
• 3.6.3 開關(guān)直流穩(wěn)壓電源電路32-33
• 3.6.4 電源轉(zhuǎn)換電路設(shè)計33-37
• 3.7 本章小結(jié)37-38
• 4 系統(tǒng)信號完整性仿真與PCB設(shè)計38-53
• 4.1 信號完整性分析概述38-39
• 4.2 信號的端接匹配問題39
• 4.3 信號反射問題39-44
• 4.4 信號串?dāng)_問題44-50
• 4.5 系統(tǒng)PCB分析與設(shè)計50-52
• 4.6 本章小結(jié)52-53
• 5 系統(tǒng)軟件設(shè)計53-64
• 5.1 系統(tǒng)軟件總體結(jié)構(gòu)53
• 5.2 系統(tǒng)配置模塊軟件53-54
• 5.3 圖像壓縮編碼模塊軟件54-57
• 5.4 圖像預(yù)處理模塊軟件57
• 5.5 數(shù)據(jù)存儲模塊軟件57-60
• 5.6 圖像數(shù)據(jù)輸出模塊軟件60-61
• 5.7 結(jié)果及分析61-63
• 5.8 本章小結(jié)63-64
• 6 總結(jié)與展望64-65
• 6.1 本文完成的工作總結(jié)64
• 6.2 存在的不足之處與改進(jìn)64-65
• 致謝65-66
• 參考文獻(xiàn)66-69
• 附錄69
• A. 作者在攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的專利目錄69
• B. 作者在攻讀碩士學(xué)位期間參與的科研項目情況69

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3 唐W

本文編號：849411