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1、FPGA中實現(xiàn)圖像的．]PEG壓縮及其應用專業(yè)計算機應用技術(shù)研究方向嵌入式系統(tǒng)研究生姓名杜正杰指導教師陳琛張功鍍二OO六年五月Y931730摘要近年來，多媒體應用已經(jīng)普及到千家萬戶，相應的數(shù)字圖像處理技術(shù)逐漸成熟且在圖像通信等領(lǐng)域得到日益廣泛的應用。實現(xiàn)圖像編解碼的IC芯片作為多媒體應用的核心技術(shù)之一，成為研究熱點。同時，基于GPRS無線網(wǎng)絡的圖像傳輸系琉具有廣泛的應用價值。在這種背景下，本文設(shè)計了一個在FPGA中硬絆實現(xiàn)圖像JPEG編碼的IP核。在此基礎(chǔ)上，實現(xiàn)了一個GPRS遠程圖像監(jiān)控系統(tǒng)方案。在XIL
2、INX開發(fā)工具ISE提供的現(xiàn)有P核的基礎(chǔ)上，設(shè)計實現(xiàn)了一個完整的用于彩色圖像JPEG編碼的IP核。在合理利用硬件資源的條件下，有效采用了算法內(nèi)在的并行性。提高圖像壓縮速度，減少占用邏輯單元數(shù)量。本設(shè)計中默認被編碼圖像為352X288像素，在VirtexIIXC2Vt000—4@40MHzFPG』氣上可實現(xiàn)24幀／秒的壓縮速率。IP核及其各模塊都在XILINX公司的EDAZE具ISE6．2平臺上進行了邏輯綜合及功能和時序仿真。結(jié)果表明，該IP核消耗了較少的FPGA硬件資源，達到了較高的工作頻率，在速度和資源利
3、用率方面達到了較優(yōu)狀態(tài)，可滿足實時JPEG圖像編碼要求。該IP核，可以與CMOS傳感器集成，形成具有壓縮功能的圖像傳感原件。也可以集成到動態(tài)視頻壓縮芯片中，實現(xiàn)JPEG編碼功能。在該IP核基礎(chǔ)上，論文實現(xiàn)了一個基于GPRS的遠程圖像監(jiān)控系統(tǒng)方案，方案的重點是實現(xiàn)一個圖像采集、壓縮和傳輸?shù)那度胧浇K端(簡稱“圖像終端”)。圖像采集選用352X288像素的CMOS傳感器，由FPGA控制圖像的采集和壓縮，并傳輸給MCU，MCU在TCP／IP協(xié)議支持下，借助GPRS無線模塊，經(jīng)GPRS無線網(wǎng)絡把編碼后的圖像發(fā)送到指定
4、了域名或口地址的服務器，由服務器端軟件接收該圖像并保存到數(shù)據(jù)庫中，然后通過web頁面發(fā)布，從麗實現(xiàn)了一個比較完整的圖像監(jiān)控方案?；贕PRS無線網(wǎng)絡的圖像監(jiān)控系統(tǒng)具有廣泛應用價值。該系統(tǒng)無需布線、使用安裝方便、成本低、監(jiān)控不受距離、地域、時間的限制，尤其在3G普及后，無線網(wǎng)絡傳輸速度會成倍增長，借助無線公網(wǎng)實現(xiàn)的圖像監(jiān)控系統(tǒng)將有很大的應用前景。關(guān)鍵字：FPGA，JPEG，口核，GPRS，圖像，TCPflP，InternetAbstractNowadays，multimediaiswidelyusedinth
5、ousandsoffamilies．Andthedigitalpictureprocesstechniqueisbecominggraduallymature，andiswidelyappliedinthefieldofpicturecommunication．TheICcanimplementthefunctionofpictureencodinganddecoding，whichisregardedasoneofmostimportanttechniqueinmultimediaapplicationa
6、ndisbecomingtheresearchfocus．MeanwhilethepicturetransmissionsystembasedonGPRSwirelessnetworkisbecomingofgreatapplicationvalue．Underthisbackground，thedestinationofthispaperistodesignanIPcoreintheFPGAwhichcanimplementtheJPEGencoding，BasedonthisIPcore，theGPRS
7、remotepicturesupervisionsystemdesignationisimplemented．ThisIPc_orcisbasedontheIPmodulesofferedbyXtLINXISE．AnditisusedtoaccomplishawholecolorfulpictureJPEOencoding．Withthereasonableuseofthehardwareresourceandtheefficientuseoftheparallelarithmetic，thisIPcore
8、canincreasethespeedofpicturecompressionandreducetheamountoflogicunit．Thedefaultimageis352x288inthisIPcoredesign．Anditcanimplement24framespersecondcompressionspeedinVirtexIIXC2V1000—4@40MHzFPGA．TheIPcoreandits
