一种基于FPGA技术的嵌入式监控系统

发布时间：2016-10-19 14:30

摘要：现有视频监控系统能够有效提升视频处理的效率，但仍存在处理架构复杂，处理时延大等问题，本文提出一种基于FPGA的视频监控通用处理架构，并对主控模块的状态机、视频编解码模块、外围电路模块进行设计，优化了视频处理复杂度。然后对方案进行FPGA仿真和综合，进行模块校验。最后分析系统的时延和丢包进行分析，确定其满足视频处理的准确性。
关键字：FPGA， 嵌入式、视频监控

Abstracts: The current video monitor system can effectively improve the video processing efficiency， but there are still dealing with complex schemas and processing delay problem. This paper proposed a surveillance general processing architecture based on FPGA video， and the state machine of main control module， video coding decode module and a peripheral circuit module to design， optimize the video processing complexity. Then， the FPGA simulation and synthesis of the scheme is carried out， and the module is checked. Finally， the delay and packet loss of the system is analyzed， and the accuracy of the video processing is determined.

Keyword: FPGA  Embed  Video monitor

1 引言

视频监控系统是利用摄像设备采集监控区域图像，通过无线或有线网络传输图像数据，由计算机屏幕显示出监控情况。因视频监控系统具有远程性、智能性、适应性，现已广泛应用在交通、银行、场馆等多个领域。

编解码是视频监控系统的重要组成，一般采用特定芯片完成视频数据压缩和解码。但后期维护以及开发周期长，且难以承载H.264等高复杂度视频编码算法。IC（integrated circuit）器件，特别是FPGA（Field－Programmable Gate Array）具有频率高、可重复刷写、处理能力强的多种优点，正逐步在视频监控领域获得应用和推广，基于FPGA的视频监控系统也成为了研究的热点。
 武汉理工大学占文庆[1]提出一种基于FPGA的视频监控系统的设计，选取FPGA作为系统主控芯片搭建硬件平台，利用硬件描述语言完成视频编解码操作；大连海事大学马小博[2]提出一种基于FPGA的视频监控跟踪系统，运用硬件描述和软件编程相结合的设计原则，将图像处理用Verilog语言实现；长安大学李建华[3]提出一种基于FPGA的视频采集系统，将视频采集系统中，视频处理模块和显示模块被集成到一个FPGA硬件平台中，实现稳定的视频监控。Caihong Liu. [4]提出一种基于FPGA的视频监控平台设计方法，该方法将图像优化和图像处理算法在FPGA中实现，有效提高了视频处理的效率。Zheng Shang Zhi提出一种利用FPGA和GPRS的视频监控系统，采用FPGA实现横向动态预测算法。

基于FPGA的视频监控方案[5]、[6]、[7]能够有效提升视频处理效率，但仍存在处理架构复杂，，处理时延大等问题。因此本文针对以上问题，提出一种基于FPGA的视频监控通用处理架构，并对主控模块的状态机、视频编解码模块、外围电路模块进行设计，优化了视频处理复杂度。然后对方案进行FPGA仿真和综合，进行模块校验。最后分析系统的时延和丢包进行分析，确定其满足视频处理的准确性。

2 监控系统方案设计
3 综合仿真
4 结果测试

5 总结

本文针对FPGA的视频监控方案存在处理架构复杂，处理时延大等问题，提出一种基于FPGA的视频监控通用处理架构，并对主控模块的状态机、视频编解码模块、外围电路模块进行设计，优化了视频处理复杂度。然后对方案进行FPGA仿真和综合，进行模块校验。最后分析系统的时延和丢包进行分析，确定其满足视频处理的准确性。

参考文献（略）



本文编号：145860