Motion-JPEG_MJPEG实验讲义

MJPEG

4星 · 超过85%的资源需积分: 19 151 浏览量更新于2023-03-03 评论收藏 1.54MB DOC 举报

身份认证购VIP最低享 7 折!

领优惠券(最高得80元）

资源详情

资源评论

资源推荐

实验

基于 ESL 设计方法的 Motion-JPEG 视频解码器设计

本实验是在 SoCLib 仿真平台上完成的。 SoCLib 是一个由法国 TIMA Lab、Lip6 等研究机

构与 ST Microelectronics 等知名企业联合开发的，用于多核 SoC 系统架构设计的 ESL 建模

仿真平台。SoCLib 仿真平台所包含的全部 IP 模型、工具以及各种文档均遵循 GNU Lesser

General Public License（LGPL）开源协议，可免费下载使用。本实验参考了法国 TIMA Lab

用于研究生 SoC 设计课程的大作业 “ Integration of a Motion-JPEG Video Decodera

practical study。

实验总体目标：

以 Motion-JPEG（MJPEG）视频解码算法为应用范例，借助 SoCLib 建模仿真平台

[1]

，通

过 ESL 设计方法，使学生了解并掌握多核 SoC（Multi-processor SoC，MPSoC）的系统架

构设计与及软件设计方法。

实验内容与学时安排：

实验分为四个部分，由浅入深，从单核到多核，从单一任务执行到多线程并行执行，

涵盖完整的 SoC 系统架构设计及软件设计过程。

实验一构建基于 SoCLib 的单核 SoC（4 学时）

 了解 SoCLib 电子系统级仿真平台

 学会如何在 SoCLib 平台上添加新的硬件模块

 编写简单 C 程序验证所添加的模块的正确性

 在所构建的单核 SoC 上实现串行 MJPEG 解码应用，验证所搭建的 SoC 的正确性

实验二构建基于 SoCLib 的 MPSoC（4 学时）

 在单核 SoC 架构之上添加若干处理器构成 MPSoC

 了解基于 MPSoC 的并行应用设计需求

 完成 MJPEG 解码的并行程序设计，移植到 MPSoC 之上，验证 MPSoC 的正确性

 修改 MPSoC 中的各种系统参数，比较在不同配置下并行 MJPEG 的运行性能

实验三系统软件开发 - 嵌入式操作系统及设备驱动设计（4 学时）

 了解 SoC 的软件开发流程

 掌握简单的嵌入式操作系统的工作原理以及设备驱动设计方法

 编写帧缓存（framebuffer）的设备驱动程序

 通过 MJPEG 应用验证所编写的驱动程序的正确性

平台，TP 为 4 个实验内容。

PLATFORM 文件夹包含两个子文件夹：

 HW_PLATFORM ：实验平台的硬件部分，又包含两个子文件夹， SoCLib 和

utils。SoCLib 为本次实验所依赖的 SoCLib ESL 建模与仿真环境。utils 包括了实

验所需的工具，如仿真内核 Systemcass、调试工具 CDB。

 SW_PLATFORM ：实验平台的软件部分，又包含两个子文件夹， APES 和

Toolchains。APES 包括了本次实验所使用的嵌入式操作系统 DNA。Toolchains 包

括了实验所需的 MIPS 处理器交叉编译链。

TP 文件夹包含五个子文件夹和一个脚本文件：

 TP0~TP2：分别对应了实验一、二、三的相关文件和说明。

 vci_idct：对应实验四所需添加的 idct 模块的程序代码。

 docs：包含了实现所需的文档，如 CDB 文档，VCI 协议文档。

 install_env.sh：设置各种环境变量的脚本。

SoCLib ESL 仿真平台及 MJPEG 解码流程的介绍

1． SoCLib 平台

 SoCLib 是一个由法国 TIMA Lab、Lip6 等研究机构与 STMicrelectronics 等知名企

业联合开发的，用于多核 SoC 系统架构设计的 ESL 建模仿真平台。

 SoCLib 平台提供了用于 SoC 开发所需的丰富硬件 IP 模块的高抽象层次模型库，

包括：ARM、MIPS、Nios 等嵌入式微处理器、总线及片上网络、Cache、主存、

各种外设等。所有的硬件 IP 模块均采用 C++ 以及 SystemC 进行建模。此外

SoCLib 平台还提供了多个嵌入式操作系统和用于进行系统调试、监控、设计空间

探测的工具。

 SoCLib 平台所提供的硬件 IP 模块均具有两种抽象层次模型，分别是：

CABA（Cycle Accurate Bit Accurate）模型和 TLM-DT（Transaction Level Modeling

with Distributed Time）模型。

 SoCLib 平台所提供的各种 IP 模块的高抽象层次模型均采用 VISA 组织（Virtual

Socket Interface Alliance）的 IP 标准化接口 VCI（Virtual Component Interface）进

行封装，大大增加了 IP 模块的可复用性，可与任意的总线及片上网络协议进行互

连。

 SoCLib 平台所提供的所有模型以及工具均遵循 LGPL 开源协议，设计者可免费获

取并根据设计需求对其进行修改、裁剪与扩充。

更多关于 SoCLib 的细节，可浏览 SoCLib 主页进行了解与学习。主页地址：www.

soclib.fr

2． Motion-JPEG 解码流程

Motion-JPEG 是一种视频压缩编码格式，由一组连续的采用 JPEG 标准进行压缩的图像

组成。由于相比其他视频格式占用相对较少的存储空间，因此 MJPEG 目前已被数码照相

机、便携式摄像机广泛采用，用于视频短片的编码。在 MJPEG 中，每幅视频帧被单独捕

获，并采用 JPEG 算法进行压缩。JPEG 是由联合图像专家组（Joint Photographic Experts

Group）提出的有损图像压缩算法

[2]

，使用有损压缩算法压缩所得图像质量将低于原始图像

质量。但采用 JPEG 算法压缩的图像，其质量损失使用肉眼几乎无法识别，并能获得较高

压缩比。

JPEG 压缩算法将图像分割为以 8×8 个像素为单位的像素块，然后将每个像素块从时域

转换到频域之上，采用滤波器去除高频分量，最后使用哈夫曼编码方法将像素块编码二进

制码流。每个 8×8 的像素块称为宏块单元（MacroBlock Unit，MCU）。压缩的码流由一系

列原始二进制数串组成，并使用标记进行分割。

MJPEG 的解码流程如图 3 所示。这个解码流程分为：哈夫曼解码（ Huffman

Decoding）、反锯齿扫描（ Inverse Zigzag Scan）、反量化（ Inverse Quantification）、块

重排（Block Reordering）、反离散余弦变换（ Inverse Discrete Cosine Transform，IDCT）

五部分。

图 3 MJPEG 解码流程

实验一构建基于 SoCLib 的单核 SoC

实验目的与内容：

1．了解 SoCLib 平台工作原理。

2．掌握如何利用 SoCLib 定义一个单核 SoC 硬件平台，如何在该 SoC 平台之上添加其他硬

件设备。

3．学习如何编写简单 C 程序以控制各种硬件设备。

4．在所定义的单核 SoC 上运行串行的 Motion-JPEG 程序。

5．分析 MJPEG 解码每部分在单核上运行所需要的时间，思考对该算法进行并行化。

实验步骤：

1．首先，利用实验平台所提供的一个最基本的单核 SoC 熟悉 SoCLib 的工作原理。如图 4

所示，该单核 SoC 硬件平台由一个 MIPS R3000 处理器，一个存储器以及一个显示终端

剩余25页未读，继续阅读

hxyqw

2015-08-13

学芯片设计的，想了解MJPEG总体理论的可以下来看看，一般应用平台码农的就算了，真的是个讲义。

quickembed

粉丝: 1070
资源: 1

会员权益专享

Motion-JPEG_MJPEG实验讲义

评论3

会员权益专享

最新资源

Motion-JPEG_MJPEG实验讲义

评论3

嵌入式系统/ARM技术中的基于Android的MJPEG网络摄像机设计

安卓系统采用v4l2接口(类uvc)打开YUYV和MJPEG摄像头，支持热插拔。

esp32-cam-mjpeg-multiclient:ESP32 MJPEG多客户端流媒体服务器

yolo如何配置验证集

ffmpeg指令采集摄像头数据编码为h.264

libmjpeg.so是什么，有哪些关键函数

ffmpeg usb摄像头转rtmp

zbar_fourcc 和 v4l2_fourcc的关系

yolo训练中断了如何继续

darknet 训练可视化tensorboard

生成一个使用rockchip rmmpp 硬件编码器 输出h264格式用ffmpeg推流出去

int fourcc = VideoWriter::fourcc('M', 'J', 'P', 'G');是什么，并且请详细解释它还有哪些模式

从摄像头获取MJPEG数据，并解压缩为RGB 请写出C语言程序

ffmpeg 命令推流usb摄像头 rtmp

ubuntu V4L2摄像头采集图片 代码

MJPEG 转JPEG代码

ffmpeg usb摄像头mjpeg 推流

MOV, MP4格式中封装MJPEG图片的参考代码

会员权益专享

最新资源

生成一个使用rockchip rmmpp 硬件编码器输出h264格式用ffmpeg推流出去

ubuntu V4L2摄像头采集图片代码