| Περίληψη: | Η παρούσα ειδική ερευνητική εργασία εκπονήθηκε στα πλαίσια του Διατμηματικού Προγράμματος Μεταπτυχιακών Σπουδών Ειδίκευσης στα “Συστήματα Επεξεργασίας Σημάτων και Επικοινωνιών” στο Τμήμα Φυσικής του Πανεπιστημίου Πατρών. Αντικείμενο της παρούσας εργασίας είναι η σχεδίαση και ανάπτυξη του MPEG – 4 Simple Profile CODEC στο περιβάλλον Simulink με σκοπό την τελική εκτέλεση του αλγορίθμου DSP που θα προκύψει, στην πλατφόρμα ανάπτυξης TMS320DM6437 EVM.
Στο πρώτο κεφάλαιο ορίζεται η έννοια της κωδικοποίησης βίντεο σε πραγματικό χρόνο και περιγράφεται η σύγχυση που επικρατεί γύρω από αυτήν. Επίσης γίνεται μια περιγραφή των επεξεργαστών ψηφιακού σήματος ως προς τα τυπικά χαρακτηριστικά που διαθέτουν, την αρχιτεκτονική τους, την αρχιτεκτονική μνήμης, τα στοιχεία υλικού που διαθέτουν για τη ροή του DSP προγράμματος, ενώ παράλληλα, παρουσιάζεται η ιστορική εξέλιξη των DSPs που οδήγησε στους σύγχρονους DSPs και οι οποίοι, διαθέτουν καλύτερες επιδόσεις από τους προπάτορές τους, και αυτό χάρη στις τεχνολογικές και αρχιτεκτονικές εξελίξεις όπως, οι χαμηλότεροι κανόνες σχεδίασης, η γρήγορη προσπέλαση κρυφής μνήμης δύο επιπέδων, η σχεδίαση του DMA και ενός μεγαλύτερου συστήματος διαύλου. Στο τέλος του κεφαλαίου παρουσιάζεται η αρχιτεκτονική της πλατφόρμας ανάπτυξης TMS320DM6437 EVM καθώς και οι διεπαφές υλικού που διαθέτει για την είσοδο και έξοδο βίντεο/ήχου από αυτήν.
Στο δεύτερο κεφάλαιο γίνεται μια εκτενής παρουσίαση των εννοιών που συναντώνται στην κωδικοποίηση βίντεο. Στην αρχή του κεφαλαίου απεικονίζεται το γενικό μοντέλο ενός κωδικοποιητή/αποκωδικοποιητή και βάσει αυτού προχωράμε στην περιγραφή του χρονικού μοντέλου, το οποίο επιβάλλει την πρόβλεψη του τρέχοντος πλαισίου βίντεο χρησιμοποιώντας το προηγούμενο, ενώ παράλληλα, εξηγεί και μεθόδους για την εκτίμηση κίνησης περιοχών (μακρομπλοκ) μέσα στο πλαίσιο ενός βίντεο και το πώς μπορεί να γίνει ο υπολογισμός του σφάλματος κίνησης τους. Στη συνέχεια περιγράφεται το μοντέλο εικόνας το οποίο στην πράξη αποτελείται από τρία συστατικά μέρη: τον μετασχηματισμό (αποσυσχετίζει και συμπιέζει τα δεδομένα), την κβάντιση (μειώνει την ακρίβεια των μετασχηματισμένων δεδομένων) και την ανακατάταξη (ανακατατάσσει τα δεδομένα ούτως ώστε να ομαδοποιήσει μαζί τις σημαντικές τιμές). Οι συντελεστές του μετασχηματισμού μετά την ανακατάταξη και την κωδικοποίηση, μπορούν να κωδικοποιηθούν περαιτέρω με τη χρήση κωδικών μεταβλητού μήκους (Huffman κωδικοποίηση) ή μέσω αριθμητικής κωδικοποίησης. Στο τέλος του κεφαλαίου περιγράφεται το υβριδικό μοντέλο DPCM/DCT CODEC πάνω στον οποίο στηρίζεται και η υλοποίηση του MPEG – 4 Simple Profile CODEC.
Στο τρίτο κεφάλαιο ουσιαστικά γίνεται μια περιγραφή των χαρακτηριστικών του MPEG – 4 Simple Profile CODEC, των εργαλείων που χρησιμοποιεί, της έννοιας αντικείμενο που πλέον υπεισέρχεται στην κωδικοποίηση βίντεο καθώς και τα είδη προφίλ και επιπέδων που υποστηρίζει το συγκεκριμένο πρωτόκολλο κωδικοποίησης/αποκωδικοποίησης.
Στο τέταρτο κεφάλαιο παρουσιάζεται η υλοποίηση του κωδικοποιητή, του αποκωδικοποιητή του MPEG – 4 Simple Profile CODEC καθώς και των επιμέρους υποσυστημάτων που τους απαρτίζουν.
Στο πέμπτο κεφάλαιο περιγράφεται η αλληλεπίδραση του χρήστη με το σύστημα κωδικοποίησης/αποκωδικοποίησης, τι παράμετροι χρειάζονται να δοθούν ως είσοδοι από αυτόν, καθώς και πως είναι δυνατή η χρήση του συγκεκριμένου συστήματος.
|
|---|
