基于DSP的图像压缩系统设计与实现

论文题目: 基于DSP的图像压缩系统设计与实现

论文类型: 硕士论文

论文专业: 电路与系统

作者: 刘斌

导师: 李仲阳

关键词: 图像压缩,引导加载

文献来源: 湖南师范大学

发表年度: 2005

论文摘要: 数字信号处理器(DSP)作为一种新型的专用于数字信号处理领域的微处理器,其独特的硬件结构特别适合于数字信号处理领域,被人们大量地使用在各种便携式、实时数字信号处理场合。目前DSP是数字信号处理领域中最有效的处理工具之一。 本文首先介绍了DSP的结构特点、演化,然后在详细分析TMS320VC5416结构特点的基础上,对TMS320VC5416为核心构建的数字图像压缩处理平台进行了探讨,系统地讨论了DSP硬件平台中的DSP系统电路设计、液晶控制电路设计、外围电路接口程序设计。 文章针对JPEG压缩算法中运算量最大的DCT变换提出了一种新的计算方法。改进的DCT计算方法具有较好的算法结构,能充分利用DSP的硬件结构和DSP的指令特点。实现的图像压缩算法可以满足低速率条件下对于电视图像信号的压缩处理。文章还从减少系统开销的角度分析了如何对程序的DSP实现进行优化。 图像压缩是减小图像数据量,方便进行图像的传输、存储和处理的有效手段,图像实时压缩是进行图像实时处理的基础,研究图像压缩的实时实现有重要的意义。 为尽可能地满足便携式实时处理系统的要求,系统设计当中,采用了以下几种方法:(1)硬件电路采用多电源供电、低电压复位、增加检测电路等:(2)采用多层PCB设计,减小了系统体积也保证系统的稳定性;(3)按照软件工程的要求进行系统分析,规划系统框图、流程分析、模块划分,减小了不同模块的相关性,从而最大限度避免了错误的发生;(4)采用新的DCT计算方法满足对图像压缩的时间要求。

论文目录:

摘要

ABSTRACT

第一章 绪论

1.1 本论文研究的背景与意义

1.2 论文完成的工作

1.3 本论文的组织

第二章 DSP处理器的结构与演化

2.1 DSP的基本硬件结构特点

2.1.1 MAC运算硬件单元

2.1.2.流水结构和多执行单元

2.1.3 寻址方式

2.1.4 存储器和总线结构

2.1.5 循环结构

2.1.6 I/O机制

2.2 C54x系列芯片结构

2.3 TMS320VC5416结构

2.3.1 TMS320VC5416体系结构

2.3.1 TMS320VC5416的总线结构

2.3.2 TMS320VC5416的存储器组织

2.3.3 TMS320VC5416的片上外围

2.4 DSP发展趋势

2.5 主流DSP芯片介绍

第三章 压缩系统硬件设计

3.1 系统概述

3.2 图像采集接口电路设计

3.3 DSP系统电路设计

3.3.1 DSP外围时序控制电路的设计

3.3.2 存储器配置与扩展

3.3.3 监控复位电路设计

3.3.4 电源电路

3.3.5 串口电路

3.3.6 JTAG口电路

3.4 液晶显示控制电路

3.5 DSP应用系统电路设计中应注意的问题

3.5.1 电平的兼容性问题

3.5.2 电路的时序扩展问题

3.5.3 DSP多余引脚的处理

3.5.4 PCB板的布线处理

3.6 系统硬件设计小结

第四章 扩展电路程序设计

4.1 串口通伯电路程序设计

4.2 Boot Loader的程序设计与实现

4.2.1 MX29LV400B Flash存储器的操作

4.2.2 Flash并行自举引导

4.3 液晶控制板接口设置

4.4 图像采集电路设置

4.5 时序控制电路程序设计

4.5.1存储器时序接口设计

4.5.2 输入输出口时序设计

4.6 接口程序设计分析

第五章 JPEG压缩算法及DSP实现

5.1 图像压缩基本原理

5.2 JPEG图像压缩标准

5.2.1 JPEG图像压缩概述

5.2.2 JPEG基本系统

5.2.3 JPEG算法理论基础

5.3 JPEG算法的DSP实现

5.3.1 颜色空间变换

5.3.2 图像分块

5.3.3 DCT变换及其优化实现

5.3.4 JPEG系数的量化

5.3.5 编码的DSP实现

5.4 输入输出图像数据格式分析

5.4 实验结果分析

5.5 混合编程时的注意事项

5.6 压缩系统算法设计小结

结论与展望

附录

附录1：DSP系统原理图

附录2：液晶控制板原理图

附录3：存储器RTL图

附录4：I/O接口RTL图

附录5：图像压缩系统硬件实物图

附录6：CPLD时序电路的顶层原理图

参考文献

攻读硕士学位期间发表论文

致谢

湖南师范大学学位论文原创性声明

发布时间: 2005-08-29

参考文献

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