毕业设计：基于DSP的视频采集及网络传输模块.doc

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摘要 I
Abstract II
第1章绪论 1
课题背景 1
网络摄像机技术发展概况 1
DSP技术的发展概况 1
技术的发展概况 3
数字图像编码技术的发展概况 4
我国视频监控技术的发展概况 5
网络摄像机产品概况 7
本课题主要研究内容及工作 7
本文结构 8
第2章 DSP原理及视频评估算法 10
DSP芯片特点及应用 10
DSP芯片的特点 10
典型DSP芯片比较 11
TMS320DM642 12
实时传输视频的评估标准 15
失真度(D) 15
峰值信噪比(PSNR) 16
块效应程度(B) 16
带宽利用率(UT) 16
本章小结 17
第3章数据网络传输原理 18
OSI参考模型结构 18
TCP/IP协议 19
TCP/IP协议的体系结构 19
网络层协议分析 21
传输层协议分析 22
基于TCP/IP应用层的网络实时传输协议简介 24
TCP/IP实时视频流网络传输的算法实现 25
实时视频传输中的问题和算法分析 25
实时视频传输的实现 26
本章小结 28
第4章系统的硬件设计与实现 29
硬件的总体设计 29
网络摄像机的整体架构 29
DSP最小系统设计 31
硬件电路的设计 33
时钟系统设计 33
视频输入解码模块 35
PCI总线驱动控制模块 36
存储器电路 37
IIC总线 38
电源设计 38
网络传输模块的实现 39
网络功能基本模块 39
DM642与以太网收发器接口设计 41
实时传输视频的算法和解决方案 42
宽带估计 42
码率分配 42
本章小结 44
第5章系统的软件设计与实现 45
软件系统整体设计 45
软件流程框架 45
46
DSP/BIOS开发工具 46
驱动程序开发 47
系统初始化 47
视频口驱动程序 49
网络传输驱动程序 49
带有网络通信功能应用程序的设计 51
本章小结 53
结论 54
参考文献 56
攻读硕士学位期间所发表的学术论文 59
致谢 60
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绪论
课题背景
视频监控以其直观、方便、信息内容丰富而广泛应用于安防、交通、公安、银行、水利等各个领域,几乎覆盖各行各业,视频监控的技术和手段也在不断的发展和提高,尤其是近年来,随着计算机软硬件技术的发展、的普及、多媒体处理手段的提高、视频压缩技术的成熟、网络传输技术的迅猛发展,促使视频监控技术正向全数字化网络化方向发展,网络摄像机(Web-Camera)越来越受到远程监控领域的关注。
传统意义上的网络摄像机是将摄像头采集到的视频信号送入与摄像头连接的PC中,通过PC机安装的相应软件将数据进行编码、压缩和网络传输。这种方法不仅成本高,系统的稳定性和安全性也非常低,由于普通PC并非是专门用于处理视频数据的,因此系统的整体效率会很低。
本文所讨论研究的网络摄像机是通过模拟采集的方法,将实时的视频数据流采集到系统的缓存中,通过软件编程对数据进行编码和压缩,最后将系统作为一个网络结点接驳于符合TCP/IP网络传输协议的网络中()。因此只要远程计算机拥有相应的访问权限,即可实现跨区域的网络实时监控。
本系统以TI公司的DM642为核心,并设计出将视频采集、视频编码处理和网络传输等功能集成于一体的网络摄像机。通过这一系统,可以利用计算机对非本地的现场进行多点监控,节省了大量人力物力。
网络摄像机技术发展概况
DSP技术的发展概况
DSP的发展历程大致经历了70年代的理论先行、80年代的产品普及、90年代的突飞猛进和现如今的全领域应用四个阶段。在DSP出现以前,实时信号处理一般是在通用处理器中完成的。随着集成电路制造工艺的不断提高,二十世纪70年代末出现了专门的可编程数字信