基于FPGA的數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)的開題報(bào)告

基于FPGA的數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)的開題報(bào)告一、選題背景及意義：數(shù)字?jǐn)z像監(jiān)控系統(tǒng)已成為現(xiàn)代社會安全監(jiān)控的重要手段之一。傳統(tǒng)的攝像監(jiān)控系統(tǒng)僅限于簡單的畫面采集、壓縮及存儲等少量功能，而隨著科技的不斷發(fā)展，數(shù)字?jǐn)z像監(jiān)控系統(tǒng)對硬件性能的要求越來越高，需要具備更加先進(jìn)的算法和更高的運(yùn)算速度，以應(yīng)對日益復(fù)雜的實(shí)時監(jiān)控場景和惡意攻擊情況。FPGA作為一種常用的硬件實(shí)現(xiàn)平臺，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和開發(fā)。本課題旨在利用FPGA實(shí)現(xiàn)一種高效、可靠、高性能的數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)，以滿足現(xiàn)代安全監(jiān)控系統(tǒng)的需求。二、研究內(nèi)容：本課題主要研究內(nèi)容如下：1.設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)基于FPGA的數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)，包括視頻采集、視頻壓縮、視頻存儲等功能模塊。2.研究數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)中的圖像處理算法，包括背景建模、目標(biāo)檢測、運(yùn)動跟蹤等，實(shí)現(xiàn)對異常事件的自動檢測和識別。3.研究數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)中的安全加密算法，保證視頻數(shù)據(jù)的安全性，防止數(shù)據(jù)被非法訪問。4.應(yīng)用板級測試（BIST）技術(shù)對FPGA圖像處理單元進(jìn)行測試和驗(yàn)證，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。三、研究方法：1.采用VerilogHDL語言，利用Modelsim等仿真工具進(jìn)行模塊級設(shè)計(jì)和驗(yàn)證。2.利用XilinxVivado等開發(fā)工具進(jìn)行FPGA綜合和實(shí)現(xiàn)，完成可用于實(shí)際系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)。3.采用算法分層的思想，結(jié)合微處理器和FPGA協(xié)同處理，提高系統(tǒng)的運(yùn)算速度和運(yùn)算效率。4.利用FPGA內(nèi)部BIST功能，對系統(tǒng)進(jìn)行全面的測試和驗(yàn)證，確保系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。四、預(yù)期成果：1.完成高效、可靠、高性能的數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)。2.實(shí)現(xiàn)基于FPGA的圖像處理算法，包括背景建模、目標(biāo)檢測、運(yùn)動跟蹤等。3.實(shí)現(xiàn)數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)中的安全加密算法，保證視頻數(shù)據(jù)的安全性。4.完成基于FPGA的圖像處理單元的測試和驗(yàn)證，保證系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。五、研究難點(diǎn)：1.如何利用FPGA實(shí)現(xiàn)高效的圖像處理算法，提高系統(tǒng)的運(yùn)算速度。2.如何實(shí)現(xiàn)數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)中的安全加密算法，保證視頻數(shù)據(jù)的安全性。3.如何采用BIST技術(shù)對FPGA圖像處理單元進(jìn)行測試和驗(yàn)證，確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。六、進(jìn)度安排：本課題的預(yù)計(jì)完成時間為一年，具體進(jìn)度安排如下：第1-2個月：調(diào)研數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)的最新技術(shù)和應(yīng)用現(xiàn)狀，確定設(shè)計(jì)思路和目標(biāo)。第3-4個月：研究數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)基礎(chǔ)功能模塊的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)，包括視頻采集、壓縮、存儲等。第5-6個月：研究數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)中的圖像處理算法，包括背景建模、目標(biāo)檢測、運(yùn)動跟蹤等。第7-8個月：研究數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)中的安全加密算法，保證視頻數(shù)據(jù)的安全性。第9-10個月：應(yīng)用BIST技術(shù)對FPGA圖像處理單元進(jìn)行測試和驗(yàn)證，確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。第11-12個月：完善論文，并進(jìn)行答辯和總結(jié)。七、參考文獻(xiàn)：[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