機(jī)載數(shù)字視頻記錄儀的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、VTR是安裝在戰(zhàn)斗機(jī)座艙中的一個(gè)機(jī)載設(shè)備，用于記錄飛行過程中機(jī)載顯示器畫面和通話聲音以供地面分析。VTR采用模擬記錄方式，以磁帶為記錄介質(zhì)，鑒于國內(nèi)磁頭相關(guān)機(jī)械結(jié)構(gòu)抗震性設(shè)計(jì)生產(chǎn)的落后水平，該設(shè)備一直依賴于進(jìn)口。隨著電子和計(jì)算機(jī)技術(shù)的蓬勃發(fā)展，數(shù)字視頻壓縮技術(shù)不斷進(jìn)步，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于安防和交通等領(lǐng)域，其通用文件管理方式和越來越清晰的圖像效果受到航空電子系統(tǒng)的青睞，國外已經(jīng)大量采用DVR作為機(jī)載記錄設(shè)備，因此國內(nèi)機(jī)載DVR呼之欲出，DVR

2、替代VTR作為航空電子系統(tǒng)的一個(gè)重要新成員已經(jīng)成為戰(zhàn)機(jī)戰(zhàn)斗力提升的一項(xiàng)迫切需要。 本文根據(jù)某型飛機(jī)的實(shí)際需求，設(shè)計(jì)一個(gè)DVR產(chǎn)品，通過其它機(jī)載設(shè)備的控制能實(shí)現(xiàn)1路標(biāo)清視頻、3路XGA高清視頻及1路音頻的3小時(shí)記錄。 本文主要包括系統(tǒng)分析和系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)兩個(gè)部分，從視頻壓縮方案、視頻壓縮算法、視頻采集、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)四個(gè)方面進(jìn)行了詳盡的系統(tǒng)分析，并在系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)中詳細(xì)論述了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)應(yīng)用及視頻回放等設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，各部分主要

3、內(nèi)容如下： 1) 針對(duì)視頻壓縮方案，本文列舉了時(shí)下主流的兩種實(shí)現(xiàn)方案，并對(duì)ASIC和DSP兩種方案進(jìn)行分析對(duì)比，雖然各有優(yōu)缺點(diǎn)，但最終以高靈活性和可擴(kuò)展性的主要優(yōu)勢(shì)選擇了DSP方案，并詳細(xì)地論述了DSP方案實(shí)施的相關(guān)技術(shù)信息。 2) 發(fā)展至今，圖形及視頻相關(guān)的壓縮算法和標(biāo)準(zhǔn)都很多，本文描述了JPEG、MPEGx和H.26x等壓縮標(biāo)準(zhǔn)，通過對(duì)比其技術(shù)特點(diǎn)和適用性，選擇了最新且最有發(fā)展前景的H.264壓縮標(biāo)準(zhǔn)，然后列舉了

4、H.264的技術(shù)先進(jìn)性，并結(jié)合實(shí)際應(yīng)用的航空機(jī)載視頻特性進(jìn)行了相關(guān)優(yōu)化，尤其是XGA視頻壓縮作為當(dāng)時(shí)國內(nèi)少有的高分辨率壓縮首次在航空領(lǐng)域應(yīng)用。 3) 就視頻采集方面，本文分別論述了標(biāo)清視頻和XGA視頻的采集方案，詳細(xì)論述了設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的相關(guān)具體技術(shù)。尤其是XGA視頻采集在國內(nèi)航空領(lǐng)域尚屬首次，局限于當(dāng)時(shí)此類視頻采集應(yīng)用有限，沒有支持的解碼芯片，開始只能采用先將XGA視頻轉(zhuǎn)換成標(biāo)清視頻再進(jìn)行采集壓縮，直到后來高分辨率解碼芯片的出現(xiàn)，

5、XGA視頻采集才采用了直接處理方式。 4) 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方面，本文從實(shí)際使用角度出發(fā)，根據(jù)使用特性，決定了存儲(chǔ)器采用可插拔的卡式結(jié)構(gòu)，并對(duì)碼流進(jìn)行分析和計(jì)算，結(jié)合當(dāng)時(shí)可選擇范圍，確定存儲(chǔ)容量和接口，最終選定16GB IDE接口電子盤作為存儲(chǔ)部件。 5) 對(duì)于產(chǎn)品系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，本文從CPU選擇、總線控制、數(shù)據(jù)傳輸和存儲(chǔ)以及操作系統(tǒng)、文件系統(tǒng)等各方面進(jìn)行了全方位綜合論證，提出具體的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)方案，并對(duì)功能模塊進(jìn)行劃分，詳述

6、實(shí)現(xiàn)方案。 6) 結(jié)合DVR在飛機(jī)上的實(shí)際使用情況，詳細(xì)論述了了該方案在系統(tǒng)應(yīng)用的具體設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的實(shí)施過程，特別是同步設(shè)計(jì)、文件管理和算法優(yōu)化。 7) 視頻回放是檢驗(yàn)DVR記錄功能和性能的最直觀方式，也是DVR功能的延伸，本文結(jié)合多通道音視頻同步回放的實(shí)際使用特性，采用雙處理器工作站作為工作平臺(tái)，配合功能豐富的視頻播放軟件，實(shí)現(xiàn)記錄內(nèi)容的回放。 本文的意義在于，不僅成功的實(shí)現(xiàn)了機(jī)載視頻記錄設(shè)備的國產(chǎn)化，也是國