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基于SOPC的运动目标视频检测系统设计

作　者: 王琪
导　师: 吴黎明
学　校: 广东工业大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: SOPC FPGA 运动目标视频检测 System Generator
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 42次
引　用: 0次
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内容摘要

随着计算机、通信电子技术的发展,以图像为基础的视频以其直观、方便和内容丰富等特点日益受到人们的青睐,视频中的运动目标通常是最受人们关注的,然而视频图像数据量庞大、处理速度跟不上成为运动目标检测的瓶颈,如何快速、有效、稳定地将视频中的动目标检测出来具有非常重要的理论意义和实用价值。运动目标检测在军事和民用上都有着广泛的应用,对于运动目标视频检测系统的速度、集成度、可靠性、灵活性等方面,大部分现场提出了更高的要求。针对这些需求,本文设计了一种基于SOPC技术的可重构运动目标视频检测IP核。用户可以方便地将该IP核添加到运动目标视频检测系统中,用硬件实现运动目标视频检测算法,达到硬件加速的目的,大大提高系统的整体性能。论文首先阐述了课题的研究背景、发展现状及与运动目标视频检测相关的视频处理方面的基础知识；然后详细介绍了基于SOPC技术的运动目标视频检测系统的硬件设计与实现,包括系统总体设计、视频采集、视频处理、行缓存及缓存控制逻辑、VGA显示等模块的具体实现,以及用户IP核的创建；接着重点介绍了运动目标视频检测的逻辑设计与实现,对帧间差分法进行了研究并设计,鉴于该方法得出的实验结果的不足之处对该方法进行改进,给出了改进的运动目标视频检测方法的实验结果和分析；最后,对基于System Generator工具的FPGA设计方法与传统的编写VHDL/Verilog语言代码来进行FPGA设计的方法进行对比,生成了可在FPGA上运行的VHDL/Verilog代码。实验证明,该运动目标视频检测IP核集成度高,可以根据需要进行重构配置,可靠性高,具有很强的灵活性,易于维护和扩展,开发周期短,达到实时检测视频运动目标的目的。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-7
目录  7-9
Contents  9-11
第一章绪论  11-18
  1.1 课题背景及意义  11-12
  1.2 发展现状  12-16
    1.2.1 运动目标检测算法现状  12-14
    1.2.2 视频图像处理平台现状  14-16
  1.3 课题来源  16
  1.4 本文的主要内容及组织架构  16-18
第二章运动目标视频检测基础  18-32
  2.1 视频处理  18-27
    2.1.1 视频信号制式  18-20
    2.1.2 数字视频标准  20-23
    2.1.3 视频文件格式  23
    2.1.4 颜色空间  23-27
  2.2 SOPC技术  27-29
    2.2.1 SOPC简介  27-28
    2.2.2 基于SOPC的设计  28-29
  2.3 开发工具简介  29-32
    2.3.1 Xilinx SOPC开发工具  29-30
    2.3.2 System Generator  30-32
第三章运动目标视频检测系统硬件设计  32-65
  3.1 总体设计  32-35
  3.2 视频采集  35-38
  3.3 视频处理  38-52
    3.3.1 ITU-R BT.656解码  38-45
    3.3.2 行缓存与缓存控制逻辑  45-50
    3.3.3 YCbCr转RGB  50-52
  3.4 视频显示  52-56
  3.5 创建用户IP核  56-65
    3.5.1 接入PLB总线的方案  58-60
    3.5.2 在EDK中创建用户IP核  60-65
第四章运动目标视频检测系统算法处理  65-95
  4.1 视频数据读取  65-67
  4.2 帧间差分算法建模  67-76
    4.2.1 帧间差法原理  67-69
    4.2.2 算法建模  69-72
    4.2.3 实验结果及讨论  72-76
  4.3 算法的改进及建模  76-90
    4.3.1 算法的改进  76-80
    4.3.2 改进的算法建模  80-82
    4.3.3 实验结果及讨论  82-90
  4.4 回调函数  90-92
  4.5 基于System Generator的FPGA设计  92-95
结论  95-96
参考文献  96-100
攻读学位期间发表的论文  100-102
致谢  102

基于SOPC的运动目标视频检测系统设计

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