基于fpga嵌入式视频采集及网络传输系统应用研究

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1、分类号：密级：UDC：编号：工学硕士学位论文基于FPGA的嵌入式视频采集及网络传输系统的应用研究硕士研究生：翟晓辉指导教师：叶秀芬教授学位级别：工学硕士学科、专业：控制理论与控制工程所在单位：自动化学院论文提交日期：2013年1月6日论文答辩日期：2013年3月10日学位授予单位：哈尔滨工程大学ClassifiedIndex:U.D.C:ADissertationfortheDegreeofM.EngResearchofEmbeddedVideoAcquisitionandNetworkTransm

2、issionSystemBasedonFPGACandidate:XiaohuiZhaiSupervisor:Prof.XiufenYeAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpecialty:ControlTheory&ControlEngineeringDateofSubmission:Jan.6,2013DateofOralExamination:Mar.10,2013University:HarbinEngineeringUniversity

3、哈尔滨工程大学学位论文原创性声明本人郑重声明：本论文的所有工作，是在导师的指导下，由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献的引用已在文中指出，并与参考文献相对应。除文中已注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者(签字)：日期：年月日哈尔滨工程大学学位论文授权使用声明本人完全了解学校保护知识产权的有关规定，即研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于哈

4、尔滨工程大学。哈尔滨工程大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件。本人允许哈尔滨工程大学将论文的部分或全部内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文，可以公布论文的全部内容。同时本人保证毕业后结合学位论文研究课题再撰写的论文一律注明作者第一署名单位为哈尔滨工程大学。涉密学位论文待解密后适用本声明。本论文(□在授予学位后即可□在授予学位12个月后□解密后)由哈尔滨工程大学送交有关部门进行保存、汇编等。作者(签字)：导师(签字)：日期：年月日年月日基于FP

5、GA的嵌入式视频采集及网络传输系统的应用研究摘要随着多媒体和网络技术的发展，人们对视频监控系统的画面质量、分辨率和功能都有了较高的要求，以往的视频监控系统已经不能满足当前市场和实际应用的需求。目前，在嵌入式技术和视频图像压缩编码技术的迅猛发展下，基于FPGA的嵌入式视频采集及网络传输系统已经成为了当前研究的热门技术之一，它具有低功耗、高集成度、实时性好和多功能等优点，总的来说，这类系统弥补了当前视频监控系统的不足。论文认真总结了各个阶段视频监控系统的优缺点，分析了当前嵌入式视频采集和网络传输的特点，

6、通过对比各种嵌入式视频采集及传输方案，最终设计出一种基于FPGA的嵌入式视频采集和网络传输系统。首先，针对嵌入式视频采集与网络传输系统的功能和FPGA的特性，论文提出了一种基于硬实时性系统和软实时性系统的协同工作方案，即基于VerilogHDL实现的硬实时性系统和基于NIOSII实现的软实时性系统。基于VerilogHDL实现的硬实时性系统主要完成视频采集、压缩编码、色彩空间转换和VGA显示等工作，基于NIOSII实现的软实时性系统主要完成视频数据的网络传输。其次，明确系统所需资源，设计了系统的硬件

7、结构框图；阐述了各个模块的芯片选取原则，并给出了各个模块的电路原理图；对系统的抗干扰性问题进行了多方面的论述；随后，采用PCB设计方法完成电路板的设计；最后，给出了简要的调试步骤。再次，设计实际系统的系统软件，分别对硬实时性系统和软实时性系统中的各个模块进行详细的阐述；随后，论文分析了小波变换的理论基础，重点论述了JPEG2000标准中的小波变换提升算法在该系统中的FPGA实现方法，如DSPBuilder设计方法和流水线设计结构，论文设计了一维和二维小波变换的FPGA实现结构，最后通过实验测试相关数

8、据和图像。最后，通过多种实验及测试方法，验证了基于FPGA的嵌入式视频采集和网络传输系统的可行性，使系统在高质量实时传输视频图像的同时，提供更多的功能，最后的实验测试结果表明设计符合要求。关键词：FPGA；嵌入式；网络传输；离散小波变换哈尔滨工程大学硕士学位论文基于FPGA的嵌入式视频采集及网络传输系统的应用研究ABSTRACTWiththedevelopmentofmultimediaandnetworktechnology,thevideomonitoringsy