基于FPGA的多路視頻合成和增強(qiáng)處理算法的設(shè)計(jì).pdf

1、視頻監(jiān)控技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用在安防、交通和航空等領(lǐng)域，多路視頻合成和增強(qiáng)作為視頻監(jiān)控中的一項(xiàng)基本技術(shù)，直接關(guān)系到視頻監(jiān)控系統(tǒng)能否正常工作。針對(duì)傳統(tǒng)的視頻處理方法無(wú)法滿足多路視頻實(shí)時(shí)處理的情況，并在分析了FPGA硬件并行性的特點(diǎn)以后，采用FPGA來(lái)完成多路視頻處理，可以保證多路視頻的實(shí)時(shí)性。因此，基于FPGA的多路視頻合成和增強(qiáng)處理算法的設(shè)計(jì)具有重要的應(yīng)用價(jià)值。
　　本文在分析了數(shù)字視頻信號(hào)的特點(diǎn)及FPGA的基本結(jié)構(gòu)和開(kāi)發(fā)方法后，針對(duì)F

2、PGA適合數(shù)據(jù)量大、并行算法結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了一種基于FPGA的來(lái)完成多路視頻合成和增強(qiáng)處理的具體實(shí)現(xiàn)方案，完成的主要工作和取得的成果如下:
　　(1)分析了BT.656視頻數(shù)據(jù)協(xié)議，介紹了基于FPGA的視頻處理技術(shù)，分析了在視頻處理過(guò)程中如何使用FPGA的并行處理技術(shù)和緩存技術(shù)。
　　(2)設(shè)計(jì)了在FPGA上實(shí)現(xiàn)四路CIF視頻合成一路D1視頻的具體實(shí)現(xiàn)方案。完成FPGA內(nèi)部所有模塊的設(shè)計(jì)，包括輸入檢測(cè)模塊、異步FIFO、超

3、級(jí)幀檢測(cè)模塊、DDR2控制器、視頻讀寫(xiě)控制模塊和BT.656編碼模塊;在實(shí)際硬件平臺(tái)上驗(yàn)證了設(shè)計(jì)的正確性，然后分析設(shè)計(jì)中FPGA的資源使用情況和功耗大小。
　　(3)對(duì)合成以后的一路D1視頻在FPGA上完成圖像增強(qiáng)處理。對(duì)比分析了多種視頻圖像濾波算法，并用實(shí)驗(yàn)證明了多級(jí)中值濾波具有良好的保留圖像細(xì)節(jié)的特性;設(shè)計(jì)了多級(jí)中值濾波算法和拉普拉斯銳化算法的邏輯結(jié)構(gòu)，并用Verilog語(yǔ)言對(duì)算法的邏輯結(jié)構(gòu)進(jìn)行了描述，然后在Xilinx的FP