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光电跟踪仪视频处理系统频域特性获取方法研究

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应用光学 2014年第5期35卷 739-743页

作者：陆培国刘小强杨修林寿少峻王虎梁晓东西安应用光学研究所陕西西安710065

针对光电跟踪仪伺服系统设计所关心的视频处理系统的频域特性参数,在频域内分析了视频处理系统的理论模型,并设计了一种频域测试方法,借助于光电跟踪仪伺服系统速度环路,通过在频域扫频的方式,利用信号之间相位、幅值对比间接测量了视... 详细信息

针对光电跟踪仪伺服系统设计所关心的视频处理系统的频域特性参数,在频域内分析了视频处理系统的理论模型,并设计了一种频域测试方法,借助于光电跟踪仪伺服系统速度环路,通过在频域扫频的方式,利用信号之间相位、幅值对比间接测量了视频处理系统的时间滞后和带宽,以50Hz视频处理系统为例,所测带宽为19.452Hz,时间滞后为40.57ms。

关键词：光电跟踪仪视频处理系统频域延迟时间滞后带宽

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基于云存储的分布式教学视频处理系统

基于云存储的分布式教学视频处理系统

作者：牟相霖华南理工大学

学位级别：硕士

随着互联网的发展,网络教学系统需求十分旺盛,视频教学素材的处理成为比较重要的研究和应用领域。教师在对1080P或4K的视频素材进行处理时面临巨大挑战;此外部分教学内容还存在隐私保护的问题。实验室承担的广东省中医院“名老中医保护... 详细信息

随着互联网的发展,网络教学系统需求十分旺盛,视频教学素材的处理成为比较重要的研究和应用领域。教师在对1080P或4K的视频素材进行处理时面临巨大挑战;此外部分教学内容还存在隐私保护的问题。实验室承担的广东省中医院“名老中医保护传承”的项目中,不但对高性能实时视频处理有较高的需求,还需对教学视频中的病人进行一定的隐私保护。论文针对以上教学视频素材处理的问题,开展“人眼自动识别打马赛克”的相关算法研究,让保护视频的病人隐私算法可以达到实时或接近实时地自动处理,同时研究并实现了一个基于云存储的分布式高性能教学视频处理系统,借助GPU云端处理系统,支持多名教师在学习系统的网课制作过程中,利用云端对教学视频内容进行转码、调整分辨率等以满足不同的视频传输带宽需求。本文的主要贡献如下:1、本文研究并实现了一个完整的“人眼自动打马赛克”,保护人的隐私系统,该系统分别由人脸检测、人脸验证和人眼特征点检测三部分组成。人脸检测算法主要基于Face Boxes(脸框)网络结构进行改进,改进之后,以运算时间轻微提升作为代价,将平均准确率由86.4%提高到90.4%。人脸验证算法基于Mobile Face Nets(移动人脸网络)进行改进,使得人脸验证准确率几乎保持不变的情况下,CPU的运算速度提升了近4倍,由38FPS提高到132FPS。人眼特征点检测模块我们设计了一个6层的神经网络用于从人脸中检测出18个人眼特征点。最终我们将三个模块组成完整的人眼自动打马赛克系统,该系统可以对1024×1024分辨率的视频实现CPU上94.3ms/帧和GPU上18.9ms/帧的速度(达到每秒25帧的实时处理速度),并且对中医诊断视频中患者打马赛克的准确率达到了83.4%的平均交并比,初步满足了要求。此外我们还在早期就提出对打马赛克的人脸进行人脸验证实验的思路(基本上与对抗神经网络概念类似);2、本文完成了一个支持多用户和多任务的基于云存储的分布式教学视频处理系统,该系统将本地教学视频处理任务转移到云端,并且利用GPU的硬件加速能力,实现了视频裁剪、转码、调整分辨率、调整比特率和人眼打马赛克等功能的加速。实验表明,单任务模式下GPU加速后的视频处理系统相对于个人PC提高了至少5倍以上速度,处理后的素材,可以直接传送给教学平台,极大提高了教学视频处理效率,也避免了教师在个人计算机上的摸索。以上的算法和系统已经完成,针对该系统申请了一个软著和一个专利,主要工作在2019年12月8日参加了“第五届下一代互联网技术创新比赛”并且荣获了全国二等奖,全国排名第4名。目前本系统已经投入试用,并取得了较好的效果。

关键词：视频处理系统人眼自动打马赛克深度学习

多核DSP在高速率视频处理系统中的研究与实现

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多核DSP在高速率视频处理系统中的研究与实现

作者：蔡佳佚电子科技大学

学位级别：硕士

随着科技的进步与信息技术的发展,视频处理系统在军用雷达、安防监控、交通管理、远程教学等领域都发挥着至关重要的作用。随之而来,对于视频处理系统的性能要求越来越高,如系统的实时性、准确性以及稳定性等指标。本文设计的高速率视... 详细信息

随着科技的进步与信息技术的发展,视频处理系统在军用雷达、安防监控、交通管理、远程教学等领域都发挥着至关重要的作用。随之而来,对于视频处理系统的性能要求越来越高,如系统的实时性、准确性以及稳定性等指标。本文设计的高速率视频处理系统由TI公司的达芬奇系列芯片DM8168和Keystone架构的C6678组成,它们之间通过PCIe2.0接口相连接。其中DM8168作为主设备,主要任务有两个:其一,负责完成对C6678应用代码的加载工作以及启动工作;其二,负责控制PCIe驱动完成DM8168与C6678之间的数据交互。C6678作为从设备,主要是利用多核并行处理的特点配合DM8168进行数据处理的加速。基于该高速率视频处理系统,本文设计出了一个视频处理的应用:首先由DM8168进行视频数据的前端捕获,然后调用PCIe驱动将视频数据传给C6678进行处理,处理完成后再由DM8168将视频数据收回,最终将处理后的视频数据通过HDMI显示器进行显示。本文设计的视频处理系统有很大的意义,因为用户可以在该系统平台上根据实际视频处理的需求进行扩展而不需要过多的关注系统的底层实现细节,这大大提高了开发过程的便利性。

关键词：视频处理系统 DM8168 C6678 PCIe

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高清电子内窥镜视频处理系统FPGA设计

高清电子内窥镜视频处理系统FPGA设计

作者：何灿浙江大学

学位级别：硕士

电子内窥镜在现代医疗和工业领域中都具有重要的研究和应用价值。视频处理系统是电子内窥镜系统的核心部分,也是影响电子内窥镜各项性能指标的关键环节。本论文针对现代电子内窥镜在视频图像质量、分辨率以及实时性等方面不断增长的需求... 详细信息

电子内窥镜在现代医疗和工业领域中都具有重要的研究和应用价值。视频处理系统是电子内窥镜系统的核心部分,也是影响电子内窥镜各项性能指标的关键环节。本论文针对现代电子内窥镜在视频图像质量、分辨率以及实时性等方面不断增长的需求,基于FPGA研究开发了高清电子内窥镜视频处理系统的高清视频输入输出接口、高速数据传输通道和高带宽DDR3缓存机制。结合高清电子内窥镜视频的特点分析了系统FPGA的功能和性能需求,研究开发了系统FPGA的3G-SDI视频输入输出接口、高速PCI-Express接口和DDR3缓存机制。本系统使用TILE-Gx36众核处理器完成系统的控制以及视频图像的H.264编解码和拼接处理;使用Virtex-6系列高性能FPGA实现了2路1080p60高清视频数据的输入输出及缓存;并采用Gen2PCI-Express接口作为CPU和FPGA间的高速数据通道。本论文针对视频接口和视频格式,研究开发了视频数据的输入输出接口;利用FPGA的IP Core资源,研究开发了与CPU进行高速视频传输的PCI-Express接口,保障了系统的实时性;为FPGA扩展出—个DDR3SO-DIMM,结合FPGA丰富的Block RAM资源,研究开发了多路数据的DDR3缓存机制和视频格式转换机制。调试及性能分析结果表明,FPGA的PCI-Express接口实际带宽可达14.1Gbps, DDR3的平均读写带宽达到28.6Gbps,满足了系统对于FPGA的高实时性及高处理带宽需求,实现了预期目标。

关键词：高清电子内窥镜视频处理系统众核处理器 FPGA 3G-SDI

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基于H.265编码的视频处理系统设计

基于H.265编码的视频处理系统设计

作者：陈飞洋成都理工大学

学位级别：硕士

随着视频技术在各个领域的深入应用,视频也向着更高的分辨率、更高的帧频、更高压缩率的方向发展。如果依旧采用H.264/AVC（Advanced Video Coding）的编码方式,由于其固定的宏块划分、基于上下文的熵编码和去块滤波的串行处理方式,使... 详细信息

随着视频技术在各个领域的深入应用,视频也向着更高的分辨率、更高的帧频、更高压缩率的方向发展。如果依旧采用H.264/AVC（Advanced Video Coding）的编码方式,由于其固定的宏块划分、基于上下文的熵编码和去块滤波的串行处理方式,使得在编码高清、超高清视频质量和编码效率上显得不足。新一代编码技术H.265/HEVC（High Efficiency Video Coding）应运而生。H.265/HEVC采用更大宏块、更为灵活的划块机制、更为精确的预测等一系列技术有效的提高了编码压缩性能。但是其复杂度是H.264/AVC的5倍至10倍,这意味着在压缩相同图像下,H.265/HEVC需要较H.264/AVC几倍的数据处理能力。这样就对处理器的处理性能及功耗等提出了挑战。同时带来的好处是:在提供同样的视频质量下,H.265/HEVC可以将数据带宽减少50%。这使得在不改变现有网络带宽的条件下传输更高分辨率和帧速率的高清和超高清视频成为了一种可能。本文是基于H.265/HEVC编码对高清、超高清视频进行处理。根据H.265/HEVC编码的复杂度,设计了一套基于DSP、高性能FPGA、大容量数据缓存模块和PCIe高速串行总线等的高带宽H.265/HEVC压缩编码的视频处理系统。该视频处理系统的核心编码器件是TI公司生产的TMS320C6678高性能DSP器件。其具有8个内核,主要实现H.265/HEVC编码算法。该视频处理系统的核心主控制器件是Xlinx公司生产的XC7K410T FPGA器件。完成编码处理器TMS320C6678与PC之间高速数据交换以及大容量和高带宽的原始视频序列和编码后数据流的缓冲。高速数据交换模块主要用于对原始视频序列的高速传输,采用高速串行接口现实,FPGA与PC之间的高速串行接口采用PCIe协议,其为新一代高速串行总线,具有传输速率快,传输稳定、可靠的特点;FPGA与DSP编码器之间高速串行接口采用SRIO协议,此协议是嵌入系统中芯片间、板级间高性能、低时延、少引脚、可靠的基于包交换的高速串行互连技术。视频缓存模块主要用于存取视频原始序列和压缩后的H.265码流,采用多块DDR3L颗粒并联实现缓存,DDR3L具有高带宽、大容量、低功耗的特点。最后,通过对本系统的各个接口模块进行仿真和调试,验证了该视频处理系统设计的物理逻辑可行性。利用TMS320C6678处理器实现了对YUV 4:2:0视频原始序列的H.265/HEVC标准编码。并通过PC端软件初步分析了H.265/HEVC压缩后的码流。实现表明该系统:基于H.265编码的由高性能DSP和高性能FPGA组成架构视频处理系统对于高清、超高清视频的压缩、传输、存储等是可行的。同时具有一定的研究价值和应用前景。

关键词： H.265编码视频处理系统 DSP FPGA

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基于网络自适应拥塞控制技术的视频处理系统

计算机与网络 2019年第16期45卷 56-58页

作者：赵飞仉树军郭胜楠洪波中国电子科技集团公司第五十四研究所陆军航空兵研究所

为解决在复杂网络环境下传输视频流时,因网络可用带宽的不稳定造成的远端监控视频出现模糊、马赛克及卡顿等问题,在视频处理系统中增加视频流传输的网络自适应拥塞控制机制,以实现视频流在复杂的网络传输环境中高效、平滑、稳定的传输。

关键词：复杂网络环境视频处理系统网络自适应拥塞控制机制

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基于统一架构的视频处理系统

计算机与网络 2019年第5期45卷 60-62页

作者：赵飞刘新中国电子科技集团公司第五十四研究所中国人民解放军32299部队

为了屏蔽在视频处理系统开发过程中因视频源传感器型号各异而导致的视频数据在压缩、传输和解码方面的差异,从视频源引接、数据传输和数据解码3个方面出发,设计出视频处理统一系统架构,有效屏蔽了视频源和数据传输需求的不同给系统带来... 详细信息

为了屏蔽在视频处理系统开发过程中因视频源传感器型号各异而导致的视频数据在压缩、传输和解码方面的差异,从视频源引接、数据传输和数据解码3个方面出发,设计出视频处理统一系统架构,有效屏蔽了视频源和数据传输需求的不同给系统带来的差异,缩短了视频处理系统的开发周期,使系统具有较强的扩展能力。

关键词：视频处理系统视频源引接数据解码统一系统架构

基于DM8148处理器的视频处理系统软件研发

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基于DM8148处理器的视频处理系统软件研发

作者：王靖雄浙江大学

学位级别：硕士

随着社会发展的需要,视频监控系统在日常生活中得到了大量的安装应用,具有巨大的市场空间,而IP网络摄像机就是一种主要的视频监控设备。视频处理系统软件是IP网络摄像机系统软件的一个重要组成部分,承担和实现了多种任务和功能,具有较... 详细信息

随着社会发展的需要,视频监控系统在日常生活中得到了大量的安装应用,具有巨大的市场空间,而IP网络摄像机就是一种主要的视频监控设备。视频处理系统软件是IP网络摄像机系统软件的一个重要组成部分,承担和实现了多种任务和功能,具有较高应用价值。本文基于DM8148处理器研发了视频处理系统软件,该软件应用在使用DM8148处理器的IP网络摄像机上。本文首先介绍了视频监控领域的背景和课题意义,视频信号及图像格式、视频信号采集、视频编解码技术,DM8148处理器的开发平台和开发环境等与课题相关的内容。然后,在明确视频处理系统软件功能需求的基础上,从总体结构设计和详细模块设计两个方面对系统软件进行研发。在总体结构设计中,将视频处理系统软件划分成七个功能模块,再对各个模块间的交互关系和系统软件的数据流进行研发。在详细设计中,对七个功能模块主要程序的流程进行了研发。最后,说明视频处理系统软件的启动流程,并展示实物运行效果。此外,本文还针对视频处理系统软件中使用的运动检测算法研发了优化算法,测试结果表明,优化后的算法能够在保持现有算法相对于传统运动检测算法具有低算法复杂度的优点的基础上改善其易受背景运动干扰的缺点。最后,本文总结了全文,同时对进一步的研发方向做了展望。

关键词： DM8148 视频处理系统视频监控运动检测算法

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基于DSP的嵌入式视频处理系统设计与实现

基于DSP的嵌入式视频处理系统设计与实现

作者：李鹏大连海事大学

学位级别：硕士

随着微电子、计算机视觉和自动化技术的高速发展,利用三维测量系统实现对实物的三维模型重构,从而根据三维模型最终复现该实物的逆向工程技术在制造业、考古、地质等领域的应用越来越广泛。针对目前三维测量系统存在着测量速度低、实时... 详细信息

随着微电子、计算机视觉和自动化技术的高速发展,利用三维测量系统实现对实物的三维模型重构,从而根据三维模型最终复现该实物的逆向工程技术在制造业、考古、地质等领域的应用越来越广泛。针对目前三维测量系统存在着测量速度低、实时性差等问题,为了从根本上提高检测效率,本研究以实验室所用激光三维扫描统为研究对象,参考TI公司的数字多媒体处理器TMS320DM642的性能特点,设计和实现了激光扫描视频处理系统,该嵌入式视频处理机构引入后,不仅实现了表面激光扫描及数据处理系统的集成化,其系统工作效率得到明显的提升。本研究首先根据嵌入式视频处理系统的设计要求,设计了系统的开发流程和硬件总体方案,在此基础上,阐述了该视频处理系统硬件实现的方法,给出了系统硬件各模块的详细设计,最终从物理上实现了该视频处理系统。同时,论文系统地介绍了该视频处理系统的软件开发设计,包括底层硬件驱动程序、应用程序的编写。程序设计建立在DSP/BIOS实时操作系统之上,采用了TI公司的RF5软件参考框架,通过为应用程序的各个功能模块设置不同的任务来实现。最终完成了视频处理系统各功能模块的软件测试,实现了软硬件的集成。通过最终的软硬件调试,表明了该视频处理系统设计的稳定性和可靠性,实现了从视频图像采集输入、经过DM642图像处理到通过网络输出图像信息的功能,初步完成了本课题的设计任务。最后,论文还对本视频处理系统提出了进一步完善的方案,以及进行相关图像算法开发的建议。

关键词：激光三维扫描系统 DM642 视频处理系统 RF5