基于FPGA的寬動(dòng)態(tài)范圍視頻監(jiān)控系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì).pdf

1、隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，特別是視頻監(jiān)控，醫(yī)療影像，機(jī)器視覺(jué)等領(lǐng)域?qū)D像質(zhì)量的要求越來(lái)越高。本文在總結(jié)前人和相關(guān)研究的基礎(chǔ)上，發(fā)現(xiàn)由于常用顯示器的數(shù)據(jù)位的局限性，現(xiàn)實(shí)中的寬動(dòng)態(tài)范圍圖像不能在顯示器中真實(shí)地顯示出來(lái)。這主要是受顯示設(shè)備的內(nèi)部結(jié)構(gòu)（電荷耦合器以及模數(shù)轉(zhuǎn)換器技術(shù)）的制約。當(dāng)然，我們可以通過(guò)采購(gòu)寬動(dòng)態(tài)范圍的設(shè)備來(lái)滿足客戶的要求，但是這種方法在價(jià)格方面比較昂貴。至此，人們?cè)谒惴▽用嫔咸岢鰧拕?dòng)態(tài)范圍成像技術(shù)。
　　 本文所研究的

2、是基于FPGA的視頻監(jiān)控系統(tǒng)。基于FPGA對(duì)數(shù)據(jù)流處理的優(yōu)勢(shì)，作者對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流的結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)解決方案進(jìn)行了全面的分析和闡述。視頻的解碼器、ITU656控制器、I2C控制器、SDRAM控制器、422to444轉(zhuǎn)換器、YUV2RGB轉(zhuǎn)換器、WDR處理器、VGA控制器、編碼器等模塊進(jìn)行了分析和設(shè)計(jì)。在WDR算法處理模塊中，本文提出一種新的Retinex算法:將四次不同方向的順序迭代求均值。這種新算法不僅克服了傳統(tǒng)算法處理過(guò)程中四次順序迭代

3、比較對(duì)象的不同的弊端，而且將不同比較時(shí)間段濃縮為在一個(gè)時(shí)間段比較。這樣帶來(lái)的好處是不但減少算法的運(yùn)算的次數(shù)，而且均衡不同比較次數(shù)帶來(lái)的不同比較對(duì)象造成的后果，提高系統(tǒng)的效率和圖像的質(zhì)量。
　　 該研究來(lái)源于與浙江光科新能源有限公司合作的單晶硅生長(zhǎng)過(guò)程直徑監(jiān)控的項(xiàng)目合作研發(fā)。本文作者主要工作是系統(tǒng)前端圖像的預(yù)處理，輸出流的監(jiān)控顯示，系統(tǒng)架構(gòu)的搭建以及寬動(dòng)態(tài)圖像的可視化處理等。其中，重點(diǎn)是系統(tǒng)的流處理架構(gòu)，去噪處理和寬動(dòng)態(tài)范圍技術(shù)。