基于FPGA的寬動態(tài)范圍視頻監(jiān)控系統(tǒng)的研究與設(shè)計.pdf

1、隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，特別是視頻監(jiān)控，醫(yī)療影像，機器視覺等領(lǐng)域?qū)D像質(zhì)量的要求越來越高。本文在總結(jié)前人和相關(guān)研究的基礎(chǔ)上，發(fā)現(xiàn)由于常用顯示器的數(shù)據(jù)位的局限性，現(xiàn)實中的寬動態(tài)范圍圖像不能在顯示器中真實地顯示出來。這主要是受顯示設(shè)備的內(nèi)部結(jié)構(gòu)（電荷耦合器以及模數(shù)轉(zhuǎn)換器技術(shù)）的制約。當(dāng)然，我們可以通過采購寬動態(tài)范圍的設(shè)備來滿足客戶的要求，但是這種方法在價格方面比較昂貴。至此，人們在算法層面上提出寬動態(tài)范圍成像技術(shù)。
　　 本文所研究的

2、是基于FPGA的視頻監(jiān)控系統(tǒng)?；贔PGA對數(shù)據(jù)流處理的優(yōu)勢，作者對監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流的結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)解決方案進行了全面的分析和闡述。視頻的解碼器、ITU656控制器、I2C控制器、SDRAM控制器、422to444轉(zhuǎn)換器、YUV2RGB轉(zhuǎn)換器、WDR處理器、VGA控制器、編碼器等模塊進行了分析和設(shè)計。在WDR算法處理模塊中，本文提出一種新的Retinex算法:將四次不同方向的順序迭代求均值。這種新算法不僅克服了傳統(tǒng)算法處理過程中四次順序迭代

3、比較對象的不同的弊端，而且將不同比較時間段濃縮為在一個時間段比較。這樣帶來的好處是不但減少算法的運算的次數(shù)，而且均衡不同比較次數(shù)帶來的不同比較對象造成的后果，提高系統(tǒng)的效率和圖像的質(zhì)量。
　　 該研究來源于與浙江光科新能源有限公司合作的單晶硅生長過程直徑監(jiān)控的項目合作研發(fā)。本文作者主要工作是系統(tǒng)前端圖像的預(yù)處理，輸出流的監(jiān)控顯示，系統(tǒng)架構(gòu)的搭建以及寬動態(tài)圖像的可視化處理等。其中，重點是系統(tǒng)的流處理架構(gòu)，去噪處理和寬動態(tài)范圍技術(shù)。