高清IPCamera监控系统设计与实现

发布时间：2017-04-08 15:02

  本文关键词：高清IPCamera监控系统设计与实现，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着网络传输技术的飞速发展,网络视频监控系统也逐渐发展起来。本课题主要研究了基于FPGA的高清网络视频监控系统的实现。目的在于用FPGA实现了前端视频图像采集和后端视频图像压缩编码。前端视频图像采集系统用CCD作为图像传感器,用FPGA进行控制,用VHDL语言编写视频图像预处理模块,经过预处理的视频图像在FPGA上进行压缩编码。本文首先介绍了前端视频图像采集系统的设计,包括信号处理板的绘制、四路数字信号拼接、DDR3仲裁控制器、颜色变换模块和图像翻转模块的设计。DDR3仲裁控制器的设计和四路数字信号拼接是本文研究的重点。其中DDR3仲裁控制器部分也是本文最具创新性和突破性的内容。本文接着介绍了后端视频压缩编码系统的设计,该部分首先介绍了视频图像压缩的意义和原理,然后介绍了JPEG静态图像压缩编码的FPGA实现。设计中首先采用陈氏算法将图片进行二维DCT变换,然后进行量化、AC系数和DC系数分离、Zigzag排列、熵编码等操作,最终得到的结果进行码流组装得到JPEG标准格式,通过RS232串口传输给PC,在PC上用TTHexedit软件将接受到的数据转化为.*jpg文件后用第三方软件打开。最终测试表明,本课题达到了预定的目标,实现了前端视频图像采集和后端单帧视频的压缩编码。
【关键词】：FPGA JPEG 图像压缩 DDR3
【学位授予单位】：南京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN948.6
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 1 绪论7-11
• 1.1 视频监控系统发展历程7-8
• 1.2 高清IPCamera发展现状以及研究意义8-10
• 1.3 本文主要研究内容及章节安排10-11
• 2 高清IPCamera整体系统设计方案11-12
• 3 前端视频图像采集系统设计12-30
• 3.1 视频图像采集系统整体设计12-13
• 3.2 信号处理板中DDR3模块硬件设计13-15
• 3.3 DDR3仲裁控制器设计15-23
• 3.3.1 DDR3仲裁控制器系统框架设计16-18
• 3.3.2 DDR3读写控制模块设计18-21
• 3.3.3 DDR3仲裁模块设计21-22
• 3.3.4 IP核控制器调试22
• 3.3.5 DDR3格式转换模块22-23
• 3.4 四路数字信号拼接23-27
• 3.5 颜色变换模块、图像翻转模块设计27-28
• 3.5.1 图像翻转模块设计简介27
• 3.5.2 颜色变换模块设计简介27-28
• 3.6 前端视频图像采集系统显示效果验证28
• 3.7 本章小结28-30
• 4 视频图像压缩编码原理30-39
• 4.1 视频图像压缩意义30
• 4.2 视频图像压缩可行性分析30-31
• 4.3 静态图像压缩编码技术31-36
• 4.3.1 DCT变换基本原理32-34
• 4.3.2 量化基本原理34-35
• 4.3.3 直流差分编码和行程编码原理35
• 4.3.4 Zigzag扫描原理35-36
• 4.3.5 哈夫曼编码36
• 4.4 动态视频压缩技术36-38
• 4.5 本章小结38-39
• 5 基于FPGA视频图像压缩系统设计39-65
• 5.1 选用FPGA实现MJPEG视频图像压缩的可行性分析39-40
• 5.2 二维DCT变换模块设计与实现40-48
• 5.2.1 8点一维DCT变换模块设计与实现41-44
• 5.2.2 一维DCT变换模块硬件调试44-45
• 5.2.3 矩阵转置模块设计45-46
• 5.2.4 矩阵转置模块与二维DCT变换硬件测试46-48
• 5.3 量化模块设计与实现48-49
• 5.4 Zigzag扫描模块设计与实现49-53
• 5.4.1 量化模块与Zigzag排列模块硬件测试51-53
• 5.5 熵编码模块设计53-58
• 5.5.1 直流差分编码设计与实现53
• 5.5.2 行程编码设计与实现53-55
• 5.5.3 哈夫曼编码设计与实现55-58
• 5.5.4 哈夫曼编码模块硬件测试58
• 5.6 串行Flash读写操作58-59
• 5.7 JPEG标准格式设计与实现59-62
• 5.8 RS232串口调试62-64
• 5.9 本章小结64-65
• 6 总结与未来展望65-66
• 6.1 论文总结65
• 6.2 未来工作展望65-66
• 致谢66-67
• 参考文献67-70
• 附录70

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 向厚振;张志杰;王鹏;;基于FPGA视频和图像处理系统的FIFO缓存技术[J];电视技术;2012年09期

2 卞红雨;祝海凤;王广新;;JPEG标准中熵编码模块的硬件实现[J];应用科技;2009年06期

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本文编号：293086