對弓網(wǎng)故障的檢測在列車提速的今天顯得尤其重要,原始故障圖像數(shù)據(jù)量的巨大使實時存儲和傳輸故障圖像極其困難。JPEG作為一種低復雜度、高壓縮比的圖像壓縮標準在多媒體、網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)阮I(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。和相同圖像質(zhì)量的其它常用文件格式(如GIF,TIFF,PCX)相比,JPEG是目前靜態(tài)圖像中壓縮比最高的。 FPGA以其設(shè)計靈活、高速的卓越特性,逐漸成為許多應(yīng)用中首先器件,尤其是與Verilog和VHDL等語言的結(jié)合,大大變革了電子系統(tǒng)的設(shè)計方法,加速了系統(tǒng)的設(shè)計進程。 本文旨在研究并實現(xiàn)一種實時采集并對特定幀進行壓縮傳輸?shù)姆椒āMㄟ^采用可編程邏輯器件FPGA來實現(xiàn)整個采集、顯示、壓縮和傳輸,使系統(tǒng)具有可定制、高速度等優(yōu)點。 本文首先介紹了開發(fā)硬件可編程邏輯門陣列FPGA及其開發(fā)語言Veridlog,并介紹了FPGA的設(shè)計方法及開發(fā)流程;接著介紹了PAL制視頻采集的相關(guān)知識及設(shè)計,其中主要包括基于I2C總線的模擬視頻解碼控制、視頻的數(shù)字化ITU-R BT.601標準介紹及視頻同步信號的獲取、基于SDRAM的視頻幀存儲、VGA顯示控制設(shè)計;隨后介紹了JPEG標準,并根據(jù)故障檢測的特點,設(shè)計了針對灰度圖像壓縮的JPEG編碼器,設(shè)計中先分別對組成JPEG編碼器的二維DCT變換模塊、量化模塊、Z字掃描模塊、變換直流系數(shù)的差分脈沖編碼模塊、交流系數(shù)的游程編碼模塊、哈夫曼編碼模塊及打包模塊進行了仿真測試,然后再對整個JPEG編碼器進行了測試;最后設(shè)計了單幀視頻的SRAM緩存,并將緩存的源圖像采用本文設(shè)計的JPEG編碼器進行壓縮,再設(shè)計一個僅包含發(fā)送功能的UART 將壓縮后的碼流傳輸?shù)絇C機,在PC機上通過將接收的碼流以ASCⅡ碼的形式還原為采集圖片。 本文實現(xiàn)了整個采集壓縮系統(tǒng),同時也進一步驗證了本文設(shè)計的灰度圖像JPEG編碼器的正確性。相信本文無論是對弓網(wǎng)故障的圖像檢測,還是對于JPEG編碼器的芯片設(shè)計都有一定的參考價值。
標簽:
FPGA
JPEG
壓縮系統(tǒng)
上傳時間:
2013-04-24
上傳用戶:cuiqiang