基于FPGA的背景減除加速的開題報(bào)告

基于FPGA的背景減除加速的開題報(bào)告摘要在視頻處理中，背景減除是一種常見的技術(shù)，可用于檢測運(yùn)動物體或提取靜態(tài)背景。然而，在高分辨率視頻下，背景減除算法的計(jì)算量很大，導(dǎo)致實(shí)時(shí)性較差。因此，本文提出了一種基于FPGA的背景減除加速方案，通過在FPGA上實(shí)現(xiàn)背景減除算法，利用硬件并行加速的優(yōu)勢，提高了算法的計(jì)算性能，從而實(shí)現(xiàn)了高效的實(shí)時(shí)處理。本文將重點(diǎn)介紹背景減除算法的原理，以及在FPGA上實(shí)現(xiàn)算法的具體方案。關(guān)鍵詞：FPGA；背景減除；加速；實(shí)時(shí)處理；視頻處理AbstractBackgroundsubtractionisacommontechniqueusedinvideoprocessingtodetectmovingobjectsorextractstaticbackgrounds.However,inhigh-resolutionvideos,thecomputationalcomplexityofthebackgroundsubtractionalgorithmishigh,leadingtopoorreal-timeperformance.Therefore,thispaperproposesaFPGA-basedbackgroundsubtractionaccelerationscheme,whichimplementsthebackgroundsubtractionalgorithmonFPGAandutilizestheadvantagesofhardwareparallelaccelerationtoimprovethealgorithm'scomputationalperformanceandachieveefficientreal-timeprocessing.ThispaperwillfocusontheprincipleofbackgroundsubtractionalgorithmandthespecificschemeofimplementingthealgorithmonFPGA.Keywords:FPGA;backgroundsubtraction;acceleration;real-timeprocessing;videoprocessing1.研究背景與意義背景減除作為一種常見的視頻處理技術(shù)，可用于監(jiān)控、安防等場景中，需要實(shí)時(shí)檢測運(yùn)動物體或提取靜態(tài)背景。通常，背景減除算法包括基于幀間差分、基于模型、基于深度學(xué)習(xí)等多種方法。然而，在高分辨率視頻下，背景減除算法的計(jì)算量很大，需要消耗大量的計(jì)算資源。而傳統(tǒng)的CPU、GPU等通用計(jì)算平臺無法滿足實(shí)時(shí)處理的需求。因此，本文提出了一種基于FPGA的背景減除加速方案，通過在FPGA上實(shí)現(xiàn)背景減除算法，利用硬件并行加速的優(yōu)勢，提高了算法的計(jì)算性能，從而實(shí)現(xiàn)了高效的實(shí)時(shí)處理。本研究的意義在于，通過應(yīng)用FPGA技術(shù)，大幅提升背景減除算法的計(jì)算性能，為后續(xù)的視頻處理應(yīng)用提供了新的技術(shù)方案。2.研究內(nèi)容本研究的主要內(nèi)容包括：1）研究背景減除的原理及算法流程；2）設(shè)計(jì)基于FPGA的背景減除加速方案，包括硬件電路設(shè)計(jì)、算法優(yōu)化等；3）通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證加速方案的計(jì)算性能及實(shí)時(shí)性；4）分析和總結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，提出后續(xù)研究的方向和建議。3.預(yù)期成果本研究的預(yù)期成果包括：1）掌握視頻處理中背景減除算法的原理和流程；2）設(shè)計(jì)一種基于FPGA的背景減除加速方案，能夠?qū)Ω叻直媛室曨l進(jìn)行實(shí)時(shí)處理；3）通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證加速方案的計(jì)算性能和實(shí)時(shí)性，對比不同算法在FPGA上的實(shí)現(xiàn)效果；4）提出后續(xù)研究的方向和建議，為類似的視頻處理應(yīng)用提供新的解決方案。4.計(jì)劃進(jìn)度本研究的計(jì)劃進(jìn)度如下：1）第一階段（1周）：研究背景減除算法原理及其在視頻處理中的應(yīng)用；2）第二階段（2周）：設(shè)計(jì)算法在FPGA上的實(shí)現(xiàn)方案，并進(jìn)行硬件電路設(shè)計(jì)和算法優(yōu)化；3）第三階段（2周）：完成加速方案的實(shí)現(xiàn)和測試，并比較實(shí)驗(yàn)結(jié)果；4）第四階段（1周）：分析和總結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，提出后續(xù)研究的方向和建議。5.參考文獻(xiàn)[1]姚琳琳.基于多尺度方法的實(shí)時(shí)視頻背景減除技術(shù)研究[J].光學(xué)精密工程,2010,18(8):1746-1751.[2]賀金陽,索亞,張雪林.背景減除在計(jì)算