高速图像采集压缩存储系统设计

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1、独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研巧工作及取得。尽我所知，论文中不的研究成果，除了文中特别加ｉｉＵ示注和致谢的地方外包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得西南科技大学或一其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我同工作的同志对本研巧所做的任何贡献巧已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签名．方、：曰期：了旅＞八／１為关于论文使用和授权的说明本人完全了解西南科技大学有关保留、使用学位论文的规定，目Ｐ；学校有权保留学位论义的复印件，允许该论文被查阔和借阅；学校可Ｗ公布该论文的全部或部分内容，可站采用影印、缩印或其他复

2、制手段保存论文。（保密的学位论文在解密后应遵守此规定）签名：／导师签名：於曰期＊＾＇立＾山每导秦畫■誤ClassifiedIndex:TN92U.D.C:654.1SouthwestUniversityofScienceandTechnologyMasterDegreeThesisSystemDesignofHigh-speedImageCaptureandCompressionStorageGrade:2013Candidate:WangHaojianAcademicDegreeAppliedfor:MasterSpeciality:InformationandCommunica

3、tionEngineeringSupervisor:YangChunResearcherYaoYuancheng,ProfessorMay30th,2016西南科技大学硕士研究生论文第I页摘要随着因特网以及数字多媒体技术的迅猛发展，人们对数据传输的速度提出了新的要求。图像数据在存储及传输过程中占用了大量带宽资源，因此图像压缩技术就显得尤为重要。FPGA是实现图像压缩处理技术的理想平台，本文就是以此为切入点，设计了在FPGA平台上实现图像采集压缩存储的方法。本文对系统的三个主要环节分别进行了设计与实现。图像采集部分使用CameraLink接口高速数字相机采集图像，根据CameraLink协议时序

4、，设计了CameraLink硬件电路；图像压缩部分采用JPEG图像压缩标准，对于二维离散余弦变换利用变换系数对称性和FPGA的流水特性，提出一种节省系统运行时间，利于工程实现的快速2D-DCT算法，将DCT系数分时赋值，连续做两次DCT变换，实现数据的无缝处理，量化模块预先将除法数据存入内存，通过查找方式相乘，把除法转换为乘法运算。熵编码模块采用Huffman编码，直流系数和交流系数分别进行编码，通过数据拼接将变长码转换为定长码进行输出，得到最终的Huffman码流。图像存储模块通过设计SDRAM的读写控制时序将图像压缩数据存入存储资源中。本文的实现方案中，在片上资源足够的情况下，把压缩模块做

5、乒乓操作，以面积换取系统运行速度，在提高系统处理速度的同时，增加了其数据吞吐率，保证了图像数据处理的时间连续性，达到了图像处理对系统实时性的要求。系统基于Xilinx公司的Virtex-6开发板，在ISE14.6的开发环境中，使用VerilogHDL语言开发完成。用Mdelsim仿真工具针对各主要模块和系统进行了完整的硬件平台测试，测试结果验证了系统功能，其压缩性能基本达到了实际应用要求。关键词：图像采集CameraLinkJPEG并行调度FPGA实现西南科技大学硕士研究生论文第II页AbstractWiththerapiddevelopmentofinternetanddigitalmult

6、imediatechnology,peopleputforwardnewrequirementsforthespeedofdatatransmission.Imagedataoccupiesvastpartofbandwidthresourceinstorageandtransmissionpro-cess,therefore,imagecompressiontechnologybecomesmoreimportantthanbefore.FPGAisanidealplatformforrealizingimagecompressiontechnology.Thispaperjustspeci

7、alizesindesigningthemethodofimageacquisitioncom-pressionandstoragesystembasedontheplatformofFPGA.Inthispaper,threemainpartsofthesystemweredesignedandimple-mented.Thepartofimageacquisitionusinghighspee