Аппаратно-программное устройство компрессии медиапотоков

• Автор: Коваленко, Петр Николаевич
• Шифр специальности: 05.13.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 161 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1 ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ КОДИРОВАНИЯ ТЕЛЕВИЗИОННОГО

СИГНАЛА.

1.1 Структурное представление систем компрессии медиапотока.

1.2 Требования, предъявляемые к медиапотоковым системам компрессии

1.3 Стандарты сжатия аудио и визуальной информации и их сравнительные характеристики

1.4 Принципы кодирования МРЕв стандарта.

1.4.1 Способы сокращения психофизиологической

избыточности видеосигнала.

1.4.2 Структура видеопотока МРЕО

1.4.3 Принципы видеокомпрессии
1.4.4 Структура пакетного элементарного потока
1.4.5 Структура аудиопотока МРЕО
1.5 Обзор существующих систем кодирования телевизионного изображения МРЕО потока.
1.6 Выводы
ГЛАВА 2 СПОСОБ ПОСТРОЕНИЯ АППАРАТНОЙ ЧАСТИ СИСТЕМЫ МРЕв 2 КОМПРЕССИИ.
2.1 Модель управления медиапотоком
2.2 Структура системы компрессии медиапотока
2.3 Обзор существующих декодеров телевизионного сигнала.
2.4 Обзор существующих кодеров МРЕО2 потока
2.5 Описание процесса работы аппаратной части системы.
2.7 Выводы
ГЛАВА 3 СПОСОБ ПОСТРОЕНИЯ ПРОГРАММНОЙ ЧАСТИ СИСТЕМЫ МРЕС2 КОМПРЕССИИ.
3.1 Объектная модель операционной системы Vi 7.
3.2 Унифицированная модель драйвера.
3.3 Схема обработки запроса вводавывода к однослойному драйверу
3.4 Механизм обращений системы вводавывода.
3.5 Схема обслуживания прерываний.
3.6 Схема завершения обработки запроса
3.7 Структура драйвера
3.8 Требования к библиотеке для разработчиков драйверов.
3.9 Структура библиотеки Кст2.
ЗЛО Концепция синхронизации и управления устройствами.
3. Сравнение библиотеки с существующими аналогами средств разработки
3. Алгоритм динамического изменения размеров пакета передаваемых данных
3. Структурная модель драйвера кодера
3. Алгоритмы инициализациидеинициализации аппаратной части системы.
3. Основные аспекты стартаостанова каната передачи данных
3. Описание функциональных блоков драйвера для кодера.
3. Выводы
ГЛАВА 4 РЕАЛИЗАЦИЯ СИСТЕМЫ КОМПРЕССИИ МЕДИАПОТОКА
4.1 Реализация программноаппаратного кодера
4.2 Оценка эксплуатационнотехнических и конструктивных характеристик.
4.3.1 риложение для оцифровки, сжатия и просмотра 0
4.3.1 Режим кодирования видеоизображения 2
4.3.2 Диалоговые окна управления 2
4.3.3 Режим V управления.
4.3.4 Режим воспроизведения и редактирования.
4.3.5 Команды редактирования.
4.4 Выводы.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
ЛИТЕРАТУРА


Используя системный подход в конструировании подобного рода систем, осуществляется фрагментация модели и производится определение критически важных мест, влияющих на качество и гибкость системы в целом. Эта модель включает в себя довольно широкий спектр важных конструкторских решений, которые необходимо учитывать в разработке сложных систем. На основе предлагаемой информационной модели строится структурная схема аппаратной части системы. Описываются алгоритмы взаимодействия аппаратных компонентов системы. Рассматривается путь прохождения телевизионного сигнала от АЦП до PCI шины персонального компьютера. В качестве вывода приводятся характеристики устройства. В третьей главе приводится описание алгоритмов, используемых в задачах оптимального управления аппаратным обеспечением системы компрессии. Приводится структурное описание ядра закрытой операционной системы Windows NT. При помощи объектно-ориентированных моделей управления разрабатывается структурная модель программного обеспечения системы компрессии. Системный уровень, предназначенный для управления аппаратным обеспечением. Уровень пользователя, в котором реализуется приложение, при помощи которого осуществляется управление системой в целом. Общая структура объектно-ориентированных моделей проектирования представлена в виде набора диаграмм, состояний переходов, классов, модулей и их взаимодействий. Приводится описание библиотеки функциональных платформенных компонент ядра операционных систем Windows и UNIX. Приводятся методы управления, повышающие гибкость системы. Четвертая глава посвящена описанию особенностей использования системы MPEG-кодера в различных областях применения. Приводятся технические характеристики реализованной системы и её сравнение с существующими. Дается описание программного обеспечения и интерфейса пользователя. Также даются рекомендации по управлению системой. В заключении сформулированы основные результаты и выводы по диссертационной работе. В приложении приводятся акты о внедрении результатов диссертации и принципиальные схемы аппаратной части системы «MG-0». Автор считает необходимым выразить благодарность своему научному руководителю профессору A. A. ШелуПанову за огромную поддержку, целеустремленность в проведении исследований и постановку части задач, выполненных в данной работе. Также хотелось бы поблаг одарить профессора В. II. Бондаренко за весьма полезное участие в обсуждениях и дискуссиях относительно полученных результатов. Хочется также поблагодарить моих коллег: Г. А. Стучеброва, А. Л. Шума, В. В. Коробова, Л. А. Казаркина, н. ИФПМ СО РАН Д. Д. Моисеенко, а также всех сотрудников компании «Дарим Вижн» г. Томск за полезные дискуссии, поддержку и помощь в работе. В настоящей главе приведен обзор и анализ литературных источников по теме диссертационной работы. Кратко изложено описание тракта оцифровки и кодирования телевизионного сигнала, как объекта исследования. Приводится описание уже существующих систем и их анализ. Выделены специфические особенности разрабатываемой системы. Дана классификация задач, решаемых при эксплуатации системы. Показано различное взаимодействие телевизионной техники и технологии сжатия «МРЕв». В качестве вывода приводятся характеристики разрабатываемой системы. Описан подход к созданию систем оцифровки и кодирования телевизионного изображения. Понятие медиапотока и его компрессии возникло с появлением цифровых систем передачи телевизионных сигналов [3-7]. Пример структурной схемы тракта цифрового телевидения приведен на Рис. Преобразование изображения в цифровой сигнал и обратное преобразование цифрового сигнала в изображение на экране осуществляется непосредственно в преобразователях «свет-сигнал» и «сигнал-свет». Во всех звеньях тракта видеоинформация передается в цифровой форме. А само понятие тракта передачи сигнала совпадает в этом случае с понятием тракта передачи изображения. Этот тракт определяется как комплекс технических средств для передачи телевизионного изображения от входного зрачка объектива телевизионной передающей камеры до экрана телевизионного приемника включительно. Рис.