基于單鏈路FPGA+DSP的空間多路視頻壓縮系統(tǒng)設(shè)計實現(xiàn).pdf

1、隨著空間技術(shù)的發(fā)展，人們對太空的探索也隨之邁向更高的水平。對于外太空信息的獲取，人們已經(jīng)不滿足于文字和聲音，人們希望通過視頻直觀形象的觀測到外太空的場景。同時，隨著視頻標準的不斷發(fā)布，視頻壓縮技術(shù)航天應(yīng)用領(lǐng)域的貢獻越來越大，已成為航天中不可或缺的關(guān)鍵技術(shù)。視頻壓縮技術(shù)的應(yīng)用可以高效地完成視頻圖像采集，減少信道數(shù)據(jù)的存儲量，提高傳輸效率，有利于航天器與地面控制系統(tǒng)的交互以及實時觀測外太空情況。而隨著人類對空間探索的深入，需要觀測的場景越來

2、越多，一個系統(tǒng)中往往需要同時觀測多個場景的畫面，如神舟九號宇航飛船，既有艙內(nèi)畫面又有艙外畫面。如果在以往的基礎(chǔ)上，每增加一個需要觀測的場景就增加一路傳輸通道，將使系統(tǒng)十分龐大，這就使得視頻信息的獲取面臨著巨大的挑戰(zhàn)。
　　本文在考慮到系統(tǒng)的復(fù)雜性和成本的基礎(chǔ)上，提出了一種基于單鏈路FPGA+DSP的空間多路視頻壓縮系統(tǒng)設(shè)計實現(xiàn)方案。主要針對航天應(yīng)用中需要傳輸多路視頻信號的情況。本文提供的解決方案，可以在一條硬件鏈路上同時壓縮傳輸多

3、路視頻數(shù)據(jù)，并且在接收端分開顯示，從而降低系統(tǒng)的復(fù)雜度。本文的主要內(nèi)容如下：
　　本文首先簡述了視頻壓縮在空間技術(shù)中的發(fā)展應(yīng)用現(xiàn)狀，以及目前通用的FPGA+DSP結(jié)構(gòu)的發(fā)展現(xiàn)狀；然后分析本次設(shè)計中需要用到的算法，包括視頻壓縮標準的發(fā)展及現(xiàn)狀，H.264編碼框架及其技術(shù)亮點和硬件實現(xiàn)的優(yōu)勢，常用顏色插值算法、色度空間轉(zhuǎn)換算法、直方圖均衡算法和MIL STD1553B總線協(xié)議的介紹和分析。
　　針對在方案實現(xiàn)過程中，直方圖均衡算

4、法由于需要占用大量的寄存器資源或RAM資源，從而引起寄存器或RAM資源不足問題，本文第三章提出了資源可置換的直方圖均衡結(jié)構(gòu)，可以平衡工程中寄存器資源和RAM資源的使用率，可以使代碼在實際綜合過程中具有更好的效果。
　　在以上方案分析的基礎(chǔ)上，本文第四章提出了本方案在具體FPGA+DSP硬件架構(gòu)上的實現(xiàn)方法，給出了系統(tǒng)的整體設(shè)計方案，模塊的劃分，每個模塊需要完成的功能及實現(xiàn)方法，系統(tǒng)中關(guān)鍵模塊的可靠性分析。
　　在以上工作的基