基于FPGA的数字视频监控系统的研究与设计的开题报告

基于FPGA的数字视频监控系统的研究与设计的开题报告一、选题背景及意义：数字摄像监控系统已成为现代社会安全监控的重要手段之一。传统的摄像监控系统仅限于简单的画面采集、压缩及存储等少量功能，而随着科技的不断发展，数字摄像监控系统对硬件性能的要求越来越高，需要具备更加先进的算法和更高的运算速度，以应对日益复杂的实时监控场景和恶意攻击情况。FPGA作为一种常用的硬件实现平台，已经广泛应用于数字系统的设计和开发。本课题旨在利用FPGA实现一种高效、可靠、高性能的数字视频监控系统，以满足现代安全监控系统的需求。二、研究内容：本课题主要研究内容如下：1.设计与实现基于FPGA的数字视频监控系统，包括视频采集、视频压缩、视频存储等功能模块。2.研究数字视频监控系统中的图像处理算法，包括背景建模、目标检测、运动跟踪等，实现对异常事件的自动检测和识别。3.研究数字视频监控系统中的安全加密算法，保证视频数据的安全性，防止数据被非法访问。4.应用板级测试（BIST）技术对FPGA图像处理单元进行测试和验证，保证系统的稳定性和可靠性。三、研究方法：1.采用VerilogHDL语言，利用Modelsim等仿真工具进行模块级设计和验证。2.利用XilinxVivado等开发工具进行FPGA综合和实现，完成可用于实际系统的硬件设计。3.采用算法分层的思想，结合微处理器和FPGA协同处理，提高系统的运算速度和运算效率。4.利用FPGA内部BIST功能，对系统进行全面的测试和验证，确保系统的可靠性和稳定性。四、预期成果：1.完成高效、可靠、高性能的数字视频监控系统设计。2.实现基于FPGA的图像处理算法，包括背景建模、目标检测、运动跟踪等。3.实现数字视频监控系统中的安全加密算法，保证视频数据的安全性。4.完成基于FPGA的图像处理单元的测试和验证，保证系统的可靠性和稳定性。五、研究难点：1.如何利用FPGA实现高效的图像处理算法，提高系统的运算速度。2.如何实现数字视频监控系统中的安全加密算法，保证视频数据的安全性。3.如何采用BIST技术对FPGA图像处理单元进行测试和验证，确保系统的稳定性和可靠性。六、进度安排：本课题的预计完成时间为一年，具体进度安排如下：第1-2个月：调研数字视频监控系统的最新技术和应用现状，确定设计思路和目标。第3-4个月：研究数字视频监控系统基础功能模块的设计和实现，包括视频采集、压缩、存储等。第5-6个月：研究数字视频监控系统中的图像处理算法，包括背景建模、目标检测、运动跟踪等。第7-8个月：研究数字视频监控系统中的安全加密算法，保证视频数据的安全性。第9-10个月：应用BIST技术对FPGA图像处理单元进行测试和验证，确保系统的稳定性和可靠性。第11-12个月：完善论文，并进行答辩和总结。七、参考文献：[1]ZhouX,WeiJ.AnFPGAbaseddigitalvideosurveillancesystem[J].Displays,2009,30(1):19-23.[2]KaramiE,MoezK.VideoSurveillanceFPGA-basedSystemonChip[J].SpringerPlus,2013,2(1):140.[3]FanM,LiuC,ChenX.FPGA-basedvideocompressionandprocessingforsurveillancesystem[C]//InternationalSymposiumonIntelligentSignalProcessingandCommunicationSystems.IEEE,2014.[4]BaeJ,YoonY,KimJ.Alow-powerembeddedFPGAprocessorforvideosurveillancesystems[J].EURASIPJournalonEmbeddedSystems,2017,2017(1):3.[5]WuCS,FangML.FPGAbaseddigitalvideosurveillancesystemwithdatacom