视频序列中运动目标的检测是计算机视觉和图像编码研究领域的一个重要课题,在机器人导航、智能监视系统、交通监测、医学图像处理以及视频图像压缩和传输等领域都有广泛的应用。FPGA作为当今主流的大规模可编程专用集成电路,可以满足高速图像处理的需要。使用FPGA可以充分利用硬件上的并行性,从本质上改善图像处理的速度,使对大数据量的图像处理达到实时性。本文提出基于FPGA的运动目标检测系统,对以后算法的改进,输入输出图像大小的变化,图像采集和显示设备更换等都具有灵活性。 本文对目前运动目标检测的主要算法研究分析,根据背景减法的适用环境和特点提出改进的W4运动检测算法。该算法具备背景减法的优点,并且克服了W4运动检测算法在环境变化较快或环境变化较频繁条件下对运动目标进行检测的局限性。 本文首先在MATLAB中对改进的W4运动检测算法进行仿真,然后将算法移植到FPGA中实现。设计图像采集、图像检测和VGA显示等模块,完善运动目标检测系统。根据算法和运动目标检测系统的特点提出一种基于改进的W4算法的快速检测方法,该方法以块为单位进行运动目标检测,可以有效地提高图像处理的速度,使系统满足实时性要求。
上传时间: 2013-07-20
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本文研究的视频处理系统是上海市科委技术攻关基金项目“计算机视觉及其芯片化实现”的一部分,主要完成计算机视觉系统的一些基本工作,即视频图像的采集、预处理和显示等。 视频图像采集和预处理系统以Xilinx公司Virtex-ⅡPro系列的FPGA为核心控制器件,结合视频模数转换芯片和VGA显示器,完成视频图像的实时采集、预处理和显示。采集和显示部分作为同外界交流信息的渠道,是构成计算机视觉系统必不可少的一部分;图像预处理则是计算机视觉系统进行高层处理的基础,优秀的预处理算法能有效改善图像质量,提高系统分析判断的准确性。 本文在介绍基于FPGA的视频采集、预处理系统整体架构的基础上,围绕以下四个方面展开了工作: 1.研究并给出了两种基于FPGA的设计方案用于实现YCrCb色度空间到RGB色度空间的转换; 2.针对采集的视频图像,根据VGA显示的要求,给出了一种实现图像去隔行的方案; 3.分析了一系列图像滤波的预处理算法,如均值滤波、中值滤波和自适应滤波等,在比较和总结各算法特点的基础上,提出了一种新的适用于处理混合噪声的滤波算法:混合自适应滤波法; 4.根据算法特点设计了多种采用FPGA实现的图像滤波算法,并对硬件算法进行RTL级的功能仿真和验证,还给出了各种滤波算法的实验结果,在此基础上对各种算法的效果进行直观的比较。 文中,预处理算法的实现充分利用了FPGA的片内资源,体现了FPGA在图像处理方面的特点及优势。同时,视频采集和显示的控制模块也由同一FPGA芯片实现,从而简化了系统整体结构。视频采集和预处理系统在FPGA上的成功实现为“计算机视觉及其芯片化实现”奠定了必要的基础、提供了一定理论依据。
上传时间: 2013-04-24
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为了能实时监控无人机的状态和提高无人机的安全可靠性,本设计利用FPGA高速率、丰富的片上资源和灵活的设计接口,设计了一套无人机多路监控系统。该监控系统具备了将处于无人机不同位置的摄像机所采集的视频信息,传送给地面站控制设备,并在同一台显示器上实现同步显示的功能。仿真结果表明,该系统可以很好的保证监控视频的实时性、和高清度,确保无人机完成侦查任务。
上传时间: 2013-10-22
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针对海上无人值守采油平台的实际生产需要,综合应用红外对射探测、门磁开关检测、PLC、视频联动监控录像、无线通信网络等多项技术研发了一套海上无人值守采油平台安全监控系统。系统能够对海上平台周界入侵信息和采油生产设备故障信息进行在线实时监测,发现报警立即启动配套高清智能摄像机对非法入侵或异常/故障地点进行视频监视和录像。系统运行稳定可靠、报警准确及时,具有较大的实用价值和应用前景。
上传时间: 2013-11-11
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为了实现远程视频监控的功能,提出了一种基于ARM11和嵌入式Linux的远程视频服务器的方案。使用V4L2接口对数据进行采集,选择了具有很高压缩效率的H.264压缩标准,通过CPU内部集成的MFC模块实现对视频流的硬件压缩,在移植到系统的boa服务器上编写了CGI脚本响应远程客户端的响应。在客户端中,通过SDL和FFmpeg库提供的API接口完成了对经过网络传输到客户端上的视频数据的解码与播放,完成了包括视频的采集、编码、传输、显示各个功能模块的整个系统设计。
上传时间: 2013-11-08
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为了能实时监控无人机的状态和提高无人机的安全可靠性,本设计利用FPGA高速率、丰富的片上资源和灵活的设计接口,设计了一套无人机多路监控系统。该监控系统具备了将处于无人机不同位置的摄像机所采集的视频信息,传送给地面站控制设备,并在同一台显示器上实现同步显示的功能。仿真结果表明,该系统可以很好的保证监控视频的实时性、和高清度,确保无人机完成侦查任务。
上传时间: 2013-10-24
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3个FPGA在图象处理中的应用的论文:FPGA控制实现图像系统视频图像采集,FPGA在多制式视频转换系统中的应用,FPGA在图象处理中的应用
上传时间: 2015-09-25
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上海交通大学工程硕士学位论文 本文首先对视频监控系统的现状做了简单分析, 并介绍了本系统 中主要涉及到的相关技术,包括嵌入式技术、图像压缩技术、视频压 缩技术和移动数据通信技术。具备了一定的理论基础后,提出本系统 的总体设计方案,明确需要实现的目标功能。然后,围绕目标方案详 细介绍了具体实现方法,包括硬件总体结构、嵌入式 Linux的移植、 USB 摄像头驱动移植、Video4Linux 编程方法、网络传输模块的开发、 流媒体系统建立、WAP 程序的开发等。最后给出了在现网测试环境中 调测结果。 本系统通过嵌入式芯片实现静态图像及视频的采集、编码,并将 采集压缩编码后的数据传送到视频中心服务器, 在2G/3G 移动终端中 以 WAP 或流媒体客户端方式直接查看远程图像。 系统最大的特点是采 用了分布式架构的 C/S(采集端至视频中心服务器)和 B/S(WAP 服 务器至移动终端)结构便于系统的动态扩展;同时也借助了 WAP 技术 实现了传统视频监控的无线化。
上传时间: 2013-07-05
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视频监控一直是人们关注的应用技术热点之一,它以其直观、方便、信息内容丰富而被广泛用于在电视台、银行、商场等场合。在视频图像监控系统中,经常需要对多路视频信号进行实时监控,如果每一路视频信号都占用一个监视器屏幕,则会大大增加系统成本。视频图像画面分割器主要功能是完成多路视频信号合成一路在监视器显示,是视频监控系统的核心部分。 传统的基于分立数字逻辑电路甚至DSP芯片设计的画面分割器的体积较大且成本较高。为此,本文介绍了一种基于FPGA技术的视频图像画面分割器的设计与实现。 本文对视频图像画面分割技术进行了分析,完成了基于ITU-RBT.656视频数据格式的画面分割方法设计;系统采用Xilinx公司的FPGA作为核心控制器,设计了视频图像画面分割器的硬件电路,该电路在FPGA中,将数字电路集成在一起,电路结构简洁,具有较好的稳定性和灵活性;在硬件电路平台基础上,以四路视频图像分割为例,完成了I2C总线接口模块,异步FIFO模块,有效视频图像数据提取模块,图像存储控制模块和图像合成模块的设计,首先,由摄像头采集四路模拟视频信号,经视频解码芯片转换为数字视频图像信号后送入异步FIFO缓冲。然后,根据画面分割需要进行视频图像数据抽取,并将抽取的视频图像数据按照一定的规则存储到图像存储器。最后,按照数字视频图像的数据格式,将四路视频图像合成一路编码输出,实现了四路视频图像分割的功能。从而验证了电路设计和分割方法的正确性。 本文通过由FPGA实现多路视频图像的采集、存储和合成等逻辑控制功能,I2C总线对两片视频解码器进行动态配置等方法,实现四路视频图像的轮流采集、存储和图像的合成,提高了系统集成度,并可根据系统需要修改设计和进一步扩展功能,同时提高了系统的灵活性。
上传时间: 2013-04-24
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随着科学技术的发展与公共安全保障需求的提高,视频监控系统在工业生产、日常生活、警备与军事方面的应用越来越广泛。采用基于 FPGA 的SOPC技术、H.264压缩编码技术和网络传输控制技术实现网络视频监控系统,在稳定性、功能、成本与扩展性等方面都有着突出的优势,具有重要的学术意义与实用意义, 本课题所设计的网络视频监控系统由以Nios Ⅱ为核心的嵌入式图像服务器、相关网络设备与若干PC机客户端组成。嵌入式图像服务器实时采集图像,采用H.264 编码算法进行压缩,并持续监听网络。PC机客户端可通过网络对服务器进行远程访问,接收编码数据,使用H.264解码算法重建图像并实时显示,使监控人员有效地掌握现场情况, 在嵌入式图像服务器设计阶段,本文首先进行了芯片选型与开发平台选择。然后构建图像采集子系统,采用双缓存乒乓交换的方法设计图像采集用户自定义模块。接着设计双Nios Ⅱ架构的SOPC系统,阐述了双软核设计中定制连接、内存芯片共享、数据搬移、通信与互斥的解决方法。同时完成了网络服务器的设计,采用μC/OS-Ⅱ进行多任务的管理与调度, H.264视频压缩编解码算法设计与实现是本文的重点。文中首先分析H.264.标准,规划编解码器结构。接着设计了16×16帧内预测算法,并设计宏块扫描方式,采用两次判决策略进行预测模式选择。然后设计4×4子块扫描方式,编写整数变换与量化算法程序。熵编码采用Exp-Golomb编码与CAVLC相结合的方案,针对除拖尾系数之外的非零系数值编码子算法,实现了一种基于表示范围判别的编码方法。最后设计了网络传输的码流组成格式,并针对编码算法设计相应解码算法。使用VC++完成算法验证,并进行测试,观察不同参数下压缩率与失真度的变化。 算法验证完成后,本文进行了PC机客户端设计,使其具有远程访问、H.264解码与实时显示的功能。同时将H.264 编码算法程序移植到NiosⅡ中,并将嵌入式图像服务器与若干客户端接入网络进行联合调试,构建完整的网络视频监控系统, 实验结果表明,本系统视频压缩率高,监控图像质量良好,充分证明了系统软硬件与图像编解码算法设计成功。本系统具有成本低、扩展性好及适用范围广等优点,发展前景十分广阔。
上传时间: 2013-04-24
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