收藏本站
《昆明理工大学》 2010年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

基于FPGA的视频图像四画面分割器的设计

薛晓军  
【摘要】:近年来,随着视频监控系统在各个领域的广泛应用,作为系统组成之一的多画面分割器的应用也愈来愈普遍。如在有多个摄像机组成的电视监控系统中,往往采用视频切换器使多路图像在一台监视器上轮流显示。但有时为了让监控人员能同时看到所有监控点的情况,往往采用多画面分割器使得多路图像同时显示在一台监视器上。这样,既减少了监视器的数量,又能使监控人员一目了然地监视各个部位的情况。如使用一台四画面分割器,则可在一台监视器上同时监控4个不同的场景,而只需使用一台录像机便可对4路视频信号同时实时录像以保存数据。 本文基于FPGA器件和嵌入式操作系统μClinux,采用模块化功能单元设计的思想和SOPC软硬件协同开发的技术,应用QuartusⅡ、NiosⅡIDE等目前较为流行的嵌入式开发软件以及最为广泛的IP网络,提出和设计了一个四路视频数据的接收、抽取、显示及切换系统,通过在DE2_70开发板上进行调试运行,验证了设计的正确性,完成了四画面分割器的设计。 系统设计特点如下: 1、本文通过硬件描述语言Verilog编写缓存、显示等IP Cores,并将这些模块挂载到Avalon总线上。IP Core相对独立并可以重复利用,具有占用芯片面积小、运行速度快、功耗低等特点,使整个系统的运行速度得到提高,功耗降低。 2、充分发挥了SOPC Builder的作用。本设计在SOPC Builder中加入CPU、存储器、网络接口等设备并将其通过Avalon总线有机的结合在一起,方便快捷地构建了适合本设计的硬件系统。 3、进行了嵌入式μClinux操作系统往DE2_70开发板的移植。从而方便地利用操作系统的网络功能实现IP网络上视频数据的接收。 4、在NiosⅡIDE环境下通过C语言编程的方法实现单幅、四幅静态图片显示等功能。 5、将NiosⅡIDE环境下实现的算法移植到操作系统,并加入图像处理算法,实现了实时视频图像数据分辨率的转换、切换显示等功能。 6、将软硬件协同下载到DE2_70开发板上,进行系统的调试运行,运行过程如下:系统通过路由器从网络上接收前端四个摄像头传来的640×480分辨率、RGB格式的视频数据包,分别将其抽取为320x240分辨率,然后将四幅图像同时显示在VGA显示器的四个指定位置。根据显示需要,可随时使用开关来选择四个画面中的任意一幅,并对其进行全屏显示,即在640×480、320×240分辨率之间实现切换显示。运行结果达到预期效果,验证了系统设计的正确性,完成了四画面分割器的设计。 7、传统的视频图像分割控制系统都是使用复杂的视频矩阵及PC控制机来实现的,而本文则采用了IP路由和操作系统来实现。系统的成本和操作的复杂性得到了降低和简化,灵活性和可升级性也得到了极大的扩展。该系统可用于工厂、银行、小区等场合的全天候智能监控,具有广阔的市场和应用前景。
【学位授予单位】:昆明理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TP391.41

【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王文海;;基于FPGA的数字滤波器自动生成系统研究[J];价值工程;2011年19期
2 孙祯彬;赵广浩;;基于FPGA的伪随机序列调频系统[J];科技创新导报;2011年24期
3 肖儿良;郭冬雪;;CDMA匹配滤波器设计[J];技术与市场;2011年06期
4 吴黎慧;蒲南江;高磊;胡洋;;基于FPGA的FIR滤波器的误差分析[J];电子测试;2011年08期
5 张改莲;;基于FPGA的嵌入式系统设计[J];价值工程;2011年19期
6 陈洪;陈洪兴;曹永红;;基于FPGA的快速沃尔什算法的设计研究与实现[J];声学与电子工程;2011年02期
7 高磊;马艳娥;陈志强;吴黎慧;胡洋;;基于FPGA的数字发射机的设计[J];电子测试;2011年07期
8 王建秋;;基于FPGA的高速数据采集系统的电路设计[J];潍坊学院学报;2011年04期
9 安亚君;;基于FPGA的多通道数字示波器设计[J];微计算机信息;2011年07期
10 刘会红;;并行数字匹配滤波器的设计[J];无线电工程;2011年07期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 张欣;张春华;;基于FPGA的视频图像实时处理技术[A];全国第16届计算机科学与技术应用(CACIS)学术会议论文集[C];2004年
2 涂军;汪俊;高俊;;基于DSP+FPGA技术的视频图像采集系统的设计[A];通信理论与信号处理新进展——2005年通信理论与信号处理年会论文集[C];2005年
3 黄涛;朱秋东;魏平;;数字激光干涉仪中基于FPGA的视频图像预处理[A];第三届全国数字成像技术及相关材料发展与应用学术研讨会论文摘要集[C];2004年
4 侯金华;;基于FPGA的SOC系统可靠性设计[A];2011中国电工技术学会学术年会论文集[C];2011年
5 张健;孙辉先;陈晓敏;安军社;;反熔丝FPGA的可靠性设计措施[A];第二十三届全国空间探测学术交流会论文摘要集[C];2010年
6 ;Design and Research of Video Fire Detection System Based on FPGA[A];Proceedings of the 2011 Chinese Control and Decision Conference(CCDC)[C];2011年
7 董雪;费建军;白娇杨;;基于FPGA的智能火灾报警系统的设计与研究[A];天津市电视技术研究会2012年年会论文集[C];2012年
8 肖松;李跃华;张金林;;基于FPGA局部动态可重构的抗SEU容错系统研究[A];教育部中南地区高等学校电子电气基础课教学研究会第二十届学术年会会议论文集(下册)[C];2010年
9 王玮;钱伟康;应怀樵;;基于FPGA的PXI高速数据采集系统硬件设计[A];现代振动与噪声技术(第九卷)[C];2011年
10 钱伟康;梁利娟;王丽丽;;一种基于FPGA的CAN总线船舶监控系统[A];全国第三届信号和智能信息处理与应用学术交流会专刊[C];2009年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 本报记者 赵艳秋;FPGA:跨进40纳米时代[N];中国电子报;2008年
2 ;FPGA助学生学以致用[N];中国电子报;2009年
3 本报记者 赵艳秋 冯晓伟 冯健;FPGA:市场应用广 门槛需降低[N];中国电子报;2009年
4 本报记者 冯晓伟;FPGA格局难改 新兴企业胜算几何?[N];中国电子报;2009年
5 ;异步架构FPGA实现业界最高速度[N];中国电子报;2009年
6 ;突破功耗和成本限制设计中国需要的FPGA[N];中国电子报;2009年
7 ;FPGA平台渐成系统核心[N];中国电子报;2009年
8 ;通信仍是FPGA最大市场[N];中国电子报;2009年
9 本报记者 冯晓伟;优势劣势同样明显 FPGA力争市场主力地位[N];中国电子报;2009年
10 海英;赛灵思发布新型FPGA芯片方案[N];人民邮电;2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张承畅;多FPGA系统的关键问题及应用研究[D];重庆大学;2011年
2 李鹏;基于元构件的FPGA硬件构件设计技术研究[D];解放军信息工程大学;2011年
3 苑廷刚;运动视频图像多重处理技术系统在田径科研领域中的应用和创新[D];北京体育大学;2011年
4 谢丁;FPGA互连结构评估系统研究与实现[D];复旦大学;2011年
5 王忠明;SRAM型FPGA的单粒子效应评估技术研究[D];清华大学;2011年
6 廖永波;SOC软硬件协同方法及其在FPGA芯片测试中的应用研究[D];电子科技大学;2010年
7 唐玉兰;伪布尔可满足性算法及其在FPGA布线中的研究应用[D];江南大学;2010年
8 邬贵明;FPGA矩阵计算并行算法与结构[D];国防科学技术大学;2011年
9 谭洪涛;视频图像降噪关键技术研究[D];重庆大学;2010年
10 侯杰;基于视频图像的高大空间建筑火灾探测研究[D];清华大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 薛晓军;基于FPGA的视频图像四画面分割器的设计[D];昆明理工大学;2010年
2 徐飞;基于FPGA的视频图像旋转的设计与实现[D];江苏大学;2010年
3 卞九辉;基于DSP+FPGA的视频图像处理[D];哈尔滨工程大学;2009年
4 陈浩利;基于FPGA的超高分辨率视频信号处理系统的研究及实现[D];华南理工大学;2011年
5 邢可昊;基于FPGA的JPEG压缩系统的设计与开发[D];西安理工大学;2010年
6 杨小宁;基于USB2.0的视频图像控制器的设计[D];湖南大学;2010年
7 张海青;基于FPGA图像处理系统的关键算法研究及硬件实现[D];重庆大学;2010年
8 牛力;基于FPGA的图像压缩系统研究[D];河北大学;2011年
9 王自上;基于视频图像的交通事件自动识别算法研究[D];北京交通大学;2010年
10 侯谨毅;视频图像中维语文字的提取和识别[D];天津大学;2010年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026