基于视频分析的室内人体跌倒检测方法的实现--《华南理工大学》2013年硕士论文
基于视频分析的室内人体跌倒检测方法的实现
【摘要】：人体跌倒检测是人体运动行为识别的重要组成部分之一，对于独居老人、小孩等的安全监护具有重大意义。让监控设备具有智能化判决和实时告警的能力已经成为视频监控研究的热点问题。
本文从传统的视频图像处理方法和人工智能方法出发，以监控场景中人体跌倒辨识为核心任务，研究稳健而简单易行的检测方法和系统实现。主要工作包括以下五个方面：
1、设计了基于C/S架构的系统结构，系统由视频帧数据提取的前端摄像头、人体异常检测的视频分析处理器以及用于连接通信的转发服务器等组成。其中视频分析处理器由运动目标检测、运动目标定位和目标运动行为识别三大模块组成。
2、基于传统背景差分法，结合OpenCV中的图像高斯平滑预处理以及腐蚀、膨胀图像形态学处理方法，实现一个更符合实际场景需要的运动目标检测方法。实验效果比较分析表明，该目标检测算法较传统目标检测算法能够提取更加准确和完整的运动目标轮廓。
3、采用两步框选的运动目标定位方法。其中第一步的初略框选去除背景干扰，第二步的精细框选定位运动区域。并通过对目标的下一时间的位置做估计，降低运算量以保证系统实时性。
4、提取多维运动特征，利用两级SVM分类器实现目标运动行为辨识。第一级SVM分类器区分直立与非直立状态，对于非直立的状态送入第二级SVM分类器，进一步确认是否属于跌倒。判决为跌倒时，系统自动发出报警。
5、设计了跌倒检测视频监控系统性能测试实验方案，分析了系统在不同环境的真实监控过程中的人行为检测性能。在光线稳定，干扰较小的环境下，本文系统的误警率可控制在2次/天的范围内，平均报警准确率可达90%以上。
最后，可将本文方法与其他生物特征识别或多媒体处理等方法相结合，进一步提高系统的性能表现。
【关键词】：
【学位授予单位】：华南理工大学【学位级别】：硕士【学位授予年份】：2013【分类号】：TP391.41;TP274【目录】：
Abstract6-11
第一章 绪论11-19
1.1 引言11-12
1.2 研究背景12-17
1.2.1 主要任务12
1.2.2 相关技术12-14
1.2.3 视频监控系统的发展历史14-16
1.2.4 人体跌倒异常行为检测发展现状16-17
1.3 本文研究目标17
1.4 结构安排17-19
第二章 系统整体架构设计19-24
2.1 系统整体拓扑设计19-20
2.2 跌倒异常检测算法设计20-24
第三章 基于背景差分的运动目标检测24-40
3.1 引言24
3.2 运动目标检测技术分析24-28
3.2.1 帧间差分法24-25
3.2.2 背景差分法25-27
3.2.3 光流法27
3.2.4 目标检测方法的选择27-28
3.3 基于背景差分的运动目标检测28-33
3.3.1 算法流程28-29
3.3.2 背景更新方法29-30
3.3.3 平滑去噪处理30-31
3.3.4 使用 OpenCV 实现运动目标检测31-33
3.4 实验及结果分析33-38
3.4.1 各种检测方法对比实验33-37
3.4.2 本文检测算法性能实验37-38
3.5 小结38-40
第四章 基于两次框选的目标定位方法40-55
4.1 引言40
4.2 运动目标定位方法分析40-42
4.2.1 投影定位分析法40-42
4.2.2 连通区域分析法42
4.3 两步框选提取运动区域42-49
4.3.1 算法流程图42-44
4.3.2 两步框选目标定位算法44-46
4.3.3 去除非监控物体干扰46-47
4.3.4 估算下一帧处理区域47-49
4.4 实验及结果分析49-54
4.4.1 两步框选算法有效性实验49-51
4.4.2 阈值选取实验51-54
4.5 小结54-55
第五章 基于两级 SVM 分类器的行为识别55-67
5.1 引言55
5.2 行为辨识方法分析55-56
5.3 支持向量机56-58
5.3.1 支持向量机的基本概念56-57
5.3.2 多类支持向量机57-58
5.4 基于两级 SVM 分类器的行为辨识58-66
5.4.1 算法流程58-60
5.4.2 第一级 SVM 分类器60-63
5.4.3 第二级 SVM 分类器63-65
5.4.4 避免单帧误判造成误报的措施65-66
5.5 小结66-67
第六章 系统性能测试及结果分析67-71
6.1 误警率试验67-69
6.1.1 长时间误报警次数实验67-68
6.1.2 不同运动情况误警率实验68-69
6.2 检测正确率实验69-71
6.2.1 不同跌倒方式准确率实验69
6.2.2 不同运动情况准确率实验69-71
参考文献72-75
攻读硕士学位期间取得的研究成果75-76
欢迎：、、)
支持CAJ、PDF文件格式
【参考文献】
中国期刊全文数据库
胡硕,朱明,吴川;[J];光电工程;2005年10期
王亮,胡卫明,谭铁牛;[J];计算机学报;2002年03期
邵文坤;黄爱民;韦庆;;[J];计算机仿真;2006年05期
姜玉;夏庆华;胡嘉;周鹏;张步;;[J];中华疾病控制杂志;2013年02期
李和平;胡占义;吴毅红;吴福朝;;[J];软件学报;2007年03期
朱勇;张研;宋佳;邱天爽;;[J];生物医学工程学杂志;2013年01期
石光;于军琪;;[J];现代建筑电气;2013年01期
中国博士学位论文全文数据库
方帅;[D];东北大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库
王惠;[D];昆明理工大学;2008年
张伯伦;[D];西安电子科技大学;2007年
张景元;[D];武汉科技大学;2009年
【共引文献】
中国期刊全文数据库
王全凤;郑浩;;[J];四川建筑科学研究;2010年05期
邵立群;唐勇;;[J];中国安防产品信息;2006年04期
蒲东兵;马志强;庞长明;孙英娟;于哲舟;;[J];安防科技;2008年02期
黄加翼;乔梁;;[J];安防科技;2011年03期
张根耀,李竹林,赵宗涛;[J];安徽大学学报(自然科学版);2003年03期
叶庆;赵明辉;李菲;李彬;范彬;;[J];安徽大学学报(自然科学版);2008年06期
陈弋兰;王鸣;孙书诚;;[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2008年04期
汪建;杜世平;王开明;;[J];安徽农业科学;2006年10期
张红涛;胡玉霞;张恒源;顾波;;[J];安徽农业科学;2008年27期
石伟;胡涛;;[J];安徽农业科学;2009年05期
中国重要会议论文全文数据库
刘善磊;张亮;;[A];江苏省测绘学会2011年学术年会论文集[C];2011年
刘志斌;金连文;;[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
张彬;金连文;;[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
吕蓬;柳亦兵;马强;魏于凡;;[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
梁禹;王义刚;王娜;;[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
刘华;张建华;王娆芬;王行愚;;[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
李晋武;张娟;邹丽晖;;[A];中国自动化学会控制理论专业委员会A卷[C];2011年
晋朝勃;胡刚强;史广智;李玉阳;;[A];中国声学学会水声学分会2011年全国水声学学术会议论文集[C];2011年
尹雪娇;;[A];创新沈阳文集（A）[C];2009年
江萍;;[A];'2003系统仿真技术及其应用学术交流会论文集[C];2003年
中国博士学位论文全文数据库
梁洪;[D];哈尔滨工程大学;2010年
任桢;[D];哈尔滨工程大学;2010年
殷志伟;[D];哈尔滨工程大学;2009年
孔凡芝;[D];哈尔滨工程大学;2009年
许志远;[D];大连海事大学;2010年
乔小燕;[D];中国海洋大学;2010年
陈志国;[D];江南大学;2010年
王晓明;[D];江南大学;2010年
徐红林;[D];江南大学;2010年
奉小慧;[D];华南理工大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库
杜二玲;[D];河北大学;2007年
朱杰;[D];河北大学;2007年
何慧娟;[D];安徽工程大学;2010年
田继辉;[D];河南理工大学;2010年
廖甜甜;[D];南昌航空大学;2010年
黄正荣;[D];南昌航空大学;2010年
刘棉;[D];山东科技大学;2010年
刘桂珍;[D];山东科技大学;2010年
李瑞波;[D];山东科技大学;2010年
张海峰;[D];山东科技大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库
张根耀,李竹林,赵宗涛;[J];安徽大学学报(自然科学版);2003年03期
赵晓雄,张学东;[J];鞍山科技大学学报;2005年Z1期
王亮生,程荫杭;[J];北方交通大学学报;2003年06期
李冬;梁山;;[J];传感器与微系统;2008年09期
宋扬;马彪;秦晓丽;;[J];大连民族学院学报;2007年03期
于成忠;朱骏;袁晓辉;;[J];东南大学学报(自然科学版);2005年S2期
赵莉;陈泉林;;[J];电子测量技术;2007年02期
沈美丽;宋华军;;[J];电子器件;2007年04期
霍宏伟;张宏科;;[J];电子学报;2011年01期
王成儒,顾广华;[J];光电工程;2004年08期
中国硕士学位论文全文数据库
李魁;[D];浙江大学;2004年
孟雷;[D];西北工业大学;2005年
董士崇;[D];武汉理工大学;2005年
姚忠清;[D];四川大学;2005年
赵宏明;[D];太原理工大学;2005年
张伯伦;[D];西安电子科技大学;2007年
【相似文献】
中国期刊全文数据库
邹北骥;杨明;李灵芝;陈姝;韩立芹;;[J];计算机工程与科学;2007年12期
Alan L刘辰;;[J];中国安防;2008年09期
李玉峰;熊建文;杨友源;;[J];实验室研究与探索;2009年04期
刘云;刘雪英;黄超;;[J];微计算机信息;2010年21期
刘文慧;张永强;杨自春;;[J];数字技术与应用;2010年09期
张春杰;刘宁;邱怀骏;;[J];信息与电脑(理论版);2010年10期
肖坦;张涛;杨栩;;[J];铁路技术创新;2010年02期
李婷;;[J];中国现代教育装备;2013年11期
叶孔仪;[J];现代电视技术;1994年03期
童晓峰;刘青山;卢汉清;;[J];计算机学报;2008年07期
中国重要会议论文全文数据库
王仝杰;;[A];中国新闻技术工作者联合会第六次会员代表大会、2014年学术年会暨第七届《王选新闻科学技术奖》和优秀论文奖颁奖大会论文集（三等奖）[C];2014年
高跃文;张卫红;梁平安;;[A];第12届全国运动生物力学学术交流大会论文汇编[C];2008年
中国重要报纸全文数据库
童剑军;[N];计算机世界;2008年
安阳;[N];中国城乡金融报;2010年
本报通讯员
吴苡婷 本报记者
王春;[N];科技日报;2013年
徐少磊;[N];人民公安报;2014年
甘勃?闫松;[N];大众科技报;2008年
赵雪;[N];科技日报;2008年
刘瑾;[N];经济日报;2012年
李映;[N];中国电子报;2012年
中国博士学位论文全文数据库
汤林勰;[D];中国科学技术大学;2011年
罗雅琴;[D];华中科技大学;2013年
高赞;[D];北京邮电大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库
王伟;[D];国防科学技术大学;2002年
邢丽媛;[D];中国科学院研究生院（计算技术研究所）;2006年
张翼;[D];复旦大学;2011年
居耀勇;[D];武汉科技大学;2012年
李玲芝;[D];中南大学;2008年
申伟;[D];北京工业大学;2009年
荆志锋;[D];郑州大学;2013年
魏宁;[D];青岛科技大学;2013年
韩东;[D];北京邮电大学;2010年
蒋杰;[D];中国人民解放军国防科学技术大学;2003年
&快捷付款方式
&订购知网充值卡
400-819-9993
《中国学术期刊（光盘版）》电子杂志社有限公司
同方知网数字出版技术股份有限公司
地址：北京清华大学 84-48信箱 知识超市公司
出版物经营许可证 新出发京批字第直0595号
订购热线：400-819-82499
服务热线：010--
在线咨询：
传真：010-
京公网安备75号工具类服务
编辑部专用服务
作者专用服务
基于MPLS-VPN网络的数字视频监控系统的设计与实现
视频监控一直是人们关注的应用技术热点之一，它以其直观、方便、信息内容丰富而广泛应用于多种场合。随着计算机、网络、图像处理以及传输技术的飞速发展，视频监控技术也有了长足的进步。视频监控系统能实时、形象、真实地反映被监控对象，能长时间获取被监控对象的信息，极大地提高管理效率和自动化水平。与传统的监控系统相比，数字视频监控系统具有录像时间长、图像质量好、查询速度快等优点。数字视频监控系统也就成为了监控领域的一个开发热点，它必将最终取代早期的模拟视频监控系统。　　
本文以菜单位数字视频监控系统项目为研发背景，前端通过视频服务器为中心，利用光纤传输网络，对用户原有的监控设备进行数字化、网络化改造实现了H.264视频压缩编码和TCP/IP网络的远程视频监控的功能。针对用户提出的安全性与视频流畅性的要求，对现有组网模式进行分析比较后，采用MPLS-VPN组网模式。该视频监控系统前段各点通过福州电信MPLS-VPN网络传输系统与中心监控室相连，MPLS-VPN网络保障了整个系统的安全性与视频传输的流畅性，在监控中心的控制系统实现的主要功能有系统录像、系统设置、联动报警和数据的管理等等。　　
本系统目前已成功的应用于该单位，也可以应用于交通、监狱等安全要求高的领域，并取得良好的社会效益和经济效益。　　
学科专业：
授予学位：
学位授予单位：
导师姓名：
学位年度：
本文读者也读过
相关检索词
万方数据知识服务平台--国家科技支撑计划资助项目（编号：2006BAH03B01）(C)北京万方数据股份有限公司
万方数据电子出版社工具类服务
编辑部专用服务
作者专用服务
基于嵌入式Linux的网络视频传输系统的研究与实现
近年来,随着多媒体技术和网络技术的发展,多媒体网络视频传输系统的研究和应用成果越来越令人瞩目.多媒体网络视频传输系统涉及计算机、网络、通信以及视频编解码等多项技术,有很强的集成性.开发以嵌入式操作系统为依托、以多媒体数据压缩技术与视频技术及网络技术相结合,专一功能的多媒体网络视频传输系统具有广泛的应用前景.该论文通过深入研究当前流行的网络视频传输新技术,提出并实现了以嵌入式Linux操作系统为服务器端运行平台,集多媒体技术、视频编解码技术、比特率控制技术、IP网络技术等多项技术为一体的C/S架构的网络视频传输系统.论文首先阐述了多媒体技术和IP网络技术的发展趋势.其次,介绍了网络视频业务和视频流概念,并在对几种主要的视频编码标准比较的基础上,重点论述了ITU-T的H.263视频编码标准.然后,介绍嵌入式网络视频传输系统的总体设计和技术选型,对系统中采用的一些先进技术,如嵌入式Linux、TCP/IP流媒体传输、传输带宽控制、Linux多线程等技术的工作原理进行了深入分析,在此基础上,详细论述了嵌入式视频传输服务器各软件模块的划分、相关算法和数据结构;最后,对网络视频传输系统的性能进行了定性和定量分析与测试.并对该课题的后续工作进行展望.
学科专业：
授予学位：
学位授予单位：
导师姓名：
学位年度：
本文读者也读过
相关检索词
万方数据知识服务平台--国家科技支撑计划资助项目（编号：2006BAH03B01）(C)北京万方数据股份有限公司
万方数据电子出版社视频监控系统流媒体播放器设计与实现--《浙江大学》2013年硕士论文
视频监控系统流媒体播放器设计与实现
【摘要】：流媒体播放器是一种综合计算机技术、通信技术和数字多媒体技术来处理流媒体文件的应用。随着视频监控系统在安防等领域得到广泛的应用,视频监控系统对监控图像的质量和实时性提出了更高的要求。由于监控系统恶劣的工作环境,在一些特定场景下采集到的图像即使经过前段预处理之后其质量还是难以令人满意。传统的流媒体播放器应用于视频监控系统时存在以下不足：缺少与客户端交互的机制,不能实现实时交互的功能；时延较大,不能满足监控系统高实时性的要求；没有对监控图像进行后处理,不能保证监控图像的质量。
针对传统流媒体播放器的不足,本文设计实现了一个视频监控系统流媒体播放器。该播放器以ActiveX控件的形式开发,使用ActiveX控件的调度映射、事件映射和回调函数开发了一套与客户端实时交互的机制。播放器整体框架基于流水线体系架构,支持RTP、TS两种流媒体传输协议,设计了高效组帧机制、基于单向循环链表的防网络抖动缓冲区、防止显示抖动的定时器,使用高性能的FFmpeg和DirectX接口实现了解码和音视频播放显示,保证了系统的实时性和监控画面的流程性。
此外,本文设计的图像后处理模块可以对低照度视频监控图像进行降噪,同时还可以进一步提高监控图像的解析度和通透性。在研究了低照度监控图像噪声特点的基础上,本文提出了一种基于运动检测的低照度监控图像降噪算法用于图像后处理模块。设计图像后处理算法时兼顾了算法的复杂度和图像处理效果。实验结果证明,该模块在保证了系统实时性的同时较好地提高了视频监控图像的客观和主观质量。
【关键词】：
【学位授予单位】：浙江大学【学位级别】：硕士【学位授予年份】：2013【分类号】：TN911.73;TN948.6【目录】：
致谢4-5摘要5-6ABSTRACT6-7目次7-101 绪论10-19 1.1 课题背景与意义10-11 1.2 国内外研究现状11-17
1.2.1 视频监控系统发展与现状11-13
1.2.2 流媒体播放器发展动态13-14
1.2.3 视频图像处理技术简介14-17 1.3 课题研究内容17-192 相关技术介绍19-31 2.1 流媒体技术19-23
2.1.1 流媒体基本概念19-20
2.1.2 多媒体文件格式20-21
2.1.3 视频编解码技术21-22
2.1.4 音频编解码技术22-23 2.2 网络传输协议23-26
2.2.1 多媒体传输对网络的要求23-24
2.2.2 流媒体传输的网络协议24-26 2.3 基本原理26-30
2.3.1 缓存技术26-27
2.3.2 音视频编解码技术27-29
2.3.3 音视频播放(DirectX)29-30 2.4 本章小结30-313 视频监控系统流媒体播放器设计31-50 3.1 流媒体播放器总体框架31-36
3.1.1 整体框架31-33
3.1.2 事务流程与线程模型33-36 3.2 实时交互机制36-39 3.3 模块设计39-49
3.3.1 接收模块39-44
3.3.2 图像后处理模块44-45
3.3.3 显示防抖动模块45-47
3.3.4 显示模块47-49 3.4 本章小结49-504 视频监控图像后处理算法设计与实现50-64 4.1 低照度视频监控图像降噪算法设计与实现50-58
4.1.1 低照度视频监控图像噪声特点分析51
4.1.2 低照度视频监控图像降噪算法整体框架51-55
4.1.3 实验结果与分析55-58 4.2 监控图像解析度提高58-60
4.2.1 拉普拉斯算子法58-60
4.2.2 解析度提高算法仿真60 4.3 监控图像通透性提高60-63
4.3.1 GLG算法60-62
4.3.2 通透性提高算法仿真62-63 4.4 本章小结63-645 系统测试及结果64-69 5.1 测试概要65
5.1.1 测试模块65
5.1.2 测试环境65 5.2 测试方案及结果65-67
5.2.1 功能测试65-66
5.2.2 性能测试66-67 5.3 本章小结67-696 结论与展望69-71 6.1 结论69-70 6.2 展望70-71作者简历71-72参考文献72-77
欢迎：、、)
支持CAJ、PDF文件格式
【参考文献】
中国期刊全文数据库
钟礼秋;马争;;[J];电子科技大学学报;2007年01期
向健勇,朱学涛,张志伟;[J];电子工程师;2004年07期
蔡超,刘买利,丁明跃,周成平;[J];华中科技大学学报(自然科学版);2003年10期
童亚拉;;[J];华中师范大学学报(自然科学版);2007年02期
郁梅,蒋刚毅,郁伯康;[J];计算机工程与应用;2001年10期
全晓东,王诚;[J];计算机工程与应用;2003年36期
李云栋;常青;张其善;;[J];计算机工程与应用;2006年10期
李均利;魏平;陈刚;;[J];计算机工程与应用;2008年10期
邬建元;顾瑜;鞠大鹏;汪东升;;[J];计算机工程与应用;2009年31期
余江;刘威;王泰;CHOU Chun-T;[J];计算机科学;2006年01期
中国博士学位论文全文数据库
张波;[D];上海交通大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库
王永嘉;[D];浙江大学;2009年
【共引文献】
中国期刊全文数据库
陆秀峰;刘西拉;覃维祖;;[J];四川建筑科学研究;2007年04期
蒋建国;李化雷;齐美彬;刘扬;;[J];安防科技;2008年09期
张伟男;张溢华;唐伦;陈前斌;庞浩;;[J];安防科技;2010年02期
孟昕;周琛琛;郝志廷;;[J];安徽电子信息职业技术学院学报;2008年06期
李震,刘惠根;[J];安徽工程科技学院学报;2002年02期
陶秀凤;周鸣争;;[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2005年04期
顾转金;;[J];安徽科技;2009年06期
黄勇奇;赵追;;[J];安徽农业科学;2007年11期
吴文玉;何彬方;杨太明;张爱民;;[J];安徽农业科学;2008年02期
刘小英;张健;;[J];安徽农业科学;2008年26期
中国重要会议论文全文数据库
周斌;王军政;毛佳丽;;[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
卢韶芳;王琨;李瑜芳;陈运聪;;[A];中国自动化学会控制理论专业委员会A卷[C];2011年
樊振萍;苏加兴;;[A];图像图形技术与应用进展——第三届图像图形技术与应用学术会议论文集[C];2008年
陈茂生;;[A];节能环保 和谐发展——2007中国科协年会论文集（一）[C];2007年
马克;王耿峰;徐新;;[A];2009`中国地理信息产业论坛暨第二届教育论坛就业洽谈会论文集[C];2009年
郭森;卢鑫;梁永生;柳伟;;[A];中国电子学会第十五届信息论学术年会暨第一届全国网络编码学术年会论文集（上册）[C];2008年
郑亚;刘文;余菲;;[A];中国电子学会第十六届信息论学术年会论文集[C];2009年
张彦东;;[A];首届珠中江科协论坛论文集[C];2011年
赵平;;[A];全国第一届嵌入式技术联合学术会议论文集[C];2006年
翟曙光;;[A];'2005数字江苏论坛——电子政务与地理信息技术论文专辑[C];2005年
中国博士学位论文全文数据库
冯源;[D];中国海洋大学;2010年
王雷光;[D];武汉大学;2009年
白雪;[D];江苏大学;2011年
徐一鸣;[D];南京理工大学;2011年
邱雪娜;[D];华东理工大学;2011年
刘献如;[D];中南大学;2011年
徐琨;[D];长安大学;2009年
金长江;[D];东北农业大学;2011年
吕娜;[D];西安交通大学;2008年
田隽;[D];中国矿业大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库
梁鹏帅;[D];河南理工大学;2010年
解卫卫;[D];山东科技大学;2010年
宋洪俊;[D];山东科技大学;2010年
田键;[D];长春理工大学;2010年
谢黎黎;[D];广西师范学院;2010年
张亚军;[D];浙江理工大学;2010年
李光;[D];浙江理工大学;2010年
李东起;[D];哈尔滨工程大学;2010年
仇晨光;[D];哈尔滨工程大学;2010年
包玉刚;[D];哈尔滨工程大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库
;[J];安防科技;2008年12期
骆云志;刘治红;;[J];兵工自动化;2009年01期
张荣祥;李正强;郑世杰;;[J];传感器与微系统;2007年06期
李明慧;[J];电信快报;2003年04期
蒋刚毅，郑义，郁梅;[J];电子学报;1998年04期
张光烈,郑南宁,吴勇,张霞;[J];中国工程科学;2001年06期
张利平,何金其,黄廉卿;[J];光电工程;2004年10期
李安平,敬忠良,胡士强;[J];Chinese Optics L2005年06期
李捷,周云娴,王雨,廖光裕;[J];计算机工程与应用;1999年08期
王翠荣,高远,鄢仁祥;[J];计算机工程;2002年07期
【相似文献】
中国期刊全文数据库
冯海燕;;[J];上海电力;2002年02期
史贝娜;;[J];中国交通信息产业;2007年07期
吴继华;赵敏;;[J];中国公共安全(市场版);2007年09期
廖旭东;;[J];中国安防;2007年12期
;[J];电信网技术;2008年05期
林伟仁;;[J];中国交通信息产业;2008年07期
;[J];中国公共安全(综合版);2008年04期
王爽;;[J];网络与信息;2009年02期
杨晓东;;[J];中国公共安全(综合版);2009年01期
;[J];中国公共安全(综合版);2009年07期
中国重要会议论文全文数据库
回世清;;[A];湖北省通信学会、武汉通信学会2009年学术年会论文集[C];2009年
刘更;;[A];全国危险物质与安全应急技术研讨会论文集（下）[C];2011年
刘震;;[A];天津市电视技术研究会2010年年会论文集[C];2010年
张洁;;[A];2010城市轨道交通关键技术论坛论文集[C];2010年
;[A];煤矿自动化与信息化——第20届全国煤矿自动化与信息化学术会议暨第2届中国煤矿信息化与自动化高层论坛论文集[C];2010年
申颖;王颖莉;;[A];称重科技——第十届称重技术研讨会论文集[C];2011年
杨子鹏;郭中豪;陈雷;;[A];天津市电视技术研究会2011年年会论文集[C];2011年
刘力群;;[A];第二十五届中国（天津）2011’IT、网络、信息技术、电子、仪器仪表创新学术会议论文集[C];2011年
卢杰;;[A];天津市电视技术研究会2010年年会论文集[C];2010年
沈文君;孟利民;方立华;;[A];浙江省电子学会2010学术年会论文集[C];2010年
中国重要报纸全文数据库
倪少娥;[N];广东建设报;2009年
陈益民;[N];人民公安报;2009年
陈涛　徐跃华;[N];抚州日报;2010年
石勇　实习生
秦品城;[N];黄石日报;2010年
何永进;[N];中国有色金属报;2009年
郑海涛;[N];朝阳日报;2010年
薛辉　通讯员
刘定学;[N];恩施日报;2009年
;[N];人民铁道;2009年
肖华　田芬;[N];人民公安报;2010年
李彤;[N];检察日报;2009年
中国博士学位论文全文数据库
刘六彬;[D];浙江大学;2003年
陈晓博;[D];北京邮电大学;2011年
李峰;[D];中国科学技术大学;2011年
张军;[D];西安电子科技大学;2009年
朱旭东;[D];西安电子科技大学;2011年
周城;[D];华中科技大学;2010年
孟繁锋;[D];哈尔滨工业大学;2009年
徐萧萧;[D];中国科学技术大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库
裴金刚;[D];西安建筑科技大学;2010年
陆祖杰;[D];复旦大学;2010年
王畅;[D];长安大学;2010年
郭建华;[D];电子科技大学;2010年
焦瑞雪;[D];北京邮电大学;2011年
刘立松;[D];河北师范大学;2011年
李宝儒;[D];华北电力大学（北京）;2010年
梁柱;[D];北京邮电大学;2010年
侯云东;[D];电子科技大学;2010年
强利青;[D];内蒙古大学;2011年
&快捷付款方式
&订购知网充值卡
400-819-9993
《中国学术期刊（光盘版）》电子杂志社有限公司
同方知网数字出版技术股份有限公司
地址：北京清华大学 84-48信箱 知识超市公司
出版物经营许可证 新出发京批字第直0595号
订购热线：400-819-82499
服务热线：010--
在线咨询：
传真：010-
京公网安备75号高清混合视频矩阵的研究及FPGA实现--《华侨大学》2014年硕士论文
高清混合视频矩阵的研究及FPGA实现
【摘要】：视频矩阵是指能够将任意的输入视频源切换到任意的输出通道的设备，是视频监控系统、视频指挥、视频会议、教育等各种视频系统的核心组成部分。由于视频技术的迅速发展，现在视频源的种类增加迅速，一对一的视频显示已解决不了大量视频图像的显示、切换调看和分配共享，视频矩阵就成了必须的选择。而且现在的视频信号都往高清的方向发展，高清混合视频矩阵就是基于这些的发展产生的。高清混合视频矩阵的实现涉及到对不同视频图像格式的采集，传输以及处理等。高清视频信号的数据量非常大，对视频的实时采集、处理和传输的带宽的要求比较高。所以采集方案和传输方案的设计，减少带宽对混合视频矩阵的限制就成为研究的重要方向。能够适应更多的视频格式，且视频矩阵有更多的视频通道，这样才具有更广阔的市场前景。
本文首先分析混合视频矩阵的工作原理及系统的架构体系，然后详细分析系统中各模块的原理及实现方法。本文所讨论系统主要分三个模块，分别为输入模块，交换背板模块和输出模块。分别完成视频数据的采集，视频数据的交换共享和视频数据的处理。整个系统采用模块化设计，结构上采用可插拔板卡的模式，易于扩展。在视频数据的采集和处理上，采用了FPGA实现，进行无压缩的传输方式，保证高清视频的质量。每一路视频数据单独处理，采用纯硬件架构，提高处理速度，增强实时性，避免了CPU处理速度的瓶颈限制。每路视频采用SERDES（串化器/并化器）单独传输，降低视频信号的影响，总线的带宽可以不受CPU总线的影响。图像的输出采用先进的图像缩放技术，采用缩放效果很好的双三次卷积模板算法，确保图像清晰、锐利。
最终通过各个模块和整机的测试验证，该课题已经完成预期的设计目标，系统完成了对VGA、DVI、HDMI视频信号的采集、传输、处理及编码输出。用户可以操作视频图像的切换，输出清晰的视频图像，实现视频矩阵的功能。
【关键词】：
【学位授予单位】：华侨大学【学位级别】：硕士【学位授予年份】：2014【分类号】：TP391.41【目录】：
摘要3-4Abstract4-9第1章 绪论9-15 1.1 课题研究的背景与意义9-10 1.2 视频矩阵技术的发展趋势10-12 1.3 国内外发展现状12-13 1.4 课题研究的主要工作13 1.5 论文的主要内容和结构安排13-15第2章 系统的整体方案设计15-26 2.1 高清混合矩阵设计概述15-18
2.1.1 视频矩阵的工作原理15-16
2.1.2 高清混合视频矩阵系统的模块组成16-18
2.1.3 高清混合视频矩阵功能实现设计18 2.2 高清混合视频矩阵的控制系统18-19 2.3 系统所涉及视频格式简介19-26
2.3.1 LCD 显示原理19-21
2.3.2 VGA 视频格式简介21-22
2.3.3 DVI 数字视频接口22-24
2.3.4 HDMI 数字视频接口24-26第3章 输入部分的硬件设计及 FPGA 的实现26-44 3.1 输入部分的设计概述26 3.2 输入部分解码的设计26-31
3.2.1 VGA 解码的电路设计27-28
3.2.2 DVI 解码的电路设计28-30
3.2.3 HDMI 的解码电路的设计30-31 3.3 输入部分 FPGA 的实现31-41
3.3.1 输入 FPGA 设计的原理31-34
3.3.2 输入缓存的实现34-35
3.3.3 DDR 控制器的设计35-39
3.3.4 FPGA 中 SPI 通信的实现39-40
3.3.5 SERDES 发送的实现40-41 3.4 输入部分的 MCU 系统的设计及实现41-44
3.4.1 CAN 总线的介绍设计实现42
3.4.2 MCU 程序的设计42-44第4章 交换背板的设计及实现44-53 4.1 背板实现设计概述44 4.2 视频数据交换切换的实现44-46 4.3 背板 FPGA 的实现46-50
4.3.1 背板 FPGA 寄存器说明47
4.3.2 帧同步信号的产生47-49
4.3.3 上电顺序、上电间隔的实现49-50 4.4 控制面板的设计50-53
4.4.1 键盘的设计50-51
4.4.2 液晶显示模块51-53第5章 输出部分的硬件设计及 FPGA 的实现53-68 5.1 输出部分设计概述53-54 5.2 MCU 的设计及实现54-55 5.3 锁相环 PLL 的设计及实现55 5.4 缩放算法的 FPGA 实现55-64
5.4.1 双三次插值算法56
5.4.2 双三次插值卷积模板算法实现过程56-57
5.4.3 算法离散化，模板化实现方法57-58
5.4.4 插值算法的 matlab 仿真实现58-60
5.4.5 插值算法的 FPGA 实现60-64 5.5 编码器的设计及其实现64-68
5.5.1 Ch7301 简介65
5.5.2 Ch7301 的设计及实现65-68第6章 系统电源设计及实现68-71 6.1 电源参数设计要求68 6.2 AC-DC 的设计实现68-69 6.3 各模块电源管理的设计69-71第7章 系统控制软件的实现71-77 7.1 控制软件的总体框架71 7.2 软件设计中各模块的逻辑功能71-73
7.2.1 交换背板的逻辑功能72
7.2.2 输入板逻辑功能72
7.2.3 输出板逻辑功能72-73 7.3 通信协议的设计73-75
7.3.1 NET/COM 通信格式73-74
7.3.2 CAN 总线通信格式74-75 7.4 上位机软件的实现75-77第8章 高清混合视频矩阵的测试结果77-83 8.1 MCU 控制系统的测试77-78 8.2 FPGA 和 DDR 读写的测试78-79 8.3 整机的测试79-83第9章 总结与展望83-85 9.1 本文总结83-84 9.2 展望未来84-85参考文献85-88致谢88-90个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果90
欢迎：、、)
支持CAJ、PDF文件格式
【参考文献】
中国期刊全文数据库
王维平;张正炳;贺东芹;;[J];长江大学学报(自然科学版);2011年02期
李宏;吴衡;;[J];电光与控制;2011年05期
黄庆敏;罗键;;[J];电视技术;2007年02期
魏雄,余理富,卢力,谢剑斌;[J];电子技术;2002年07期
许凤宝;耿望阳;;[J];智能建筑与城市信息;2007年09期
张娜娜;钱步仁;;[J];国外电子测量技术;2010年04期
陈根亮;肖磊;张鉴;;[J];电子科技;2013年01期
顾海峰;夏宁;吴杰;;[J];信息化研究;2012年06期
罗成;;[J];中国公共安全(综合版);2012年06期
龚兆岗;黄维;任领美;段菲;;[J];今日电子;2010年02期
【共引文献】
中国期刊全文数据库
罗霄华;张博;;[J];吉林大学学报(信息科学版);2011年05期
沈璐;郑善贤;;[J];电视技术;2007年10期
李静;安康;孙亚萍;;[J];电视技术;2010年02期
郑峰;沈庆宏;韩涛;;[J];电子测量技术;2010年02期
高群福;陈星;程越;;[J];电子测量技术;2011年08期
赵富全;丛孟凯;张海永;;[J];电子测量技术;2011年10期
陈治国;李兆军;;[J];电子技术应用;2005年12期
柴林;李晓华;张宇宁;杨晓伟;孟青;韩建;;[J];电子器件;2007年03期
甘玉泉;高伟;董钊;;[J];电子器件;2009年03期
朱炜;刘新宁;;[J];电子器件;2009年03期
中国重要会议论文全文数据库
孙少伟;曹峰;;[A];探索 创新 交流——第五届中国航空学会青年科技论坛文集(第5集)[C];2012年
施亚;汤亮;孙泉;倪燕华;乔东海;;[A];2014’中国西部声学学术交流会论文集[C];2014年
中国博士学位论文全文数据库
雒涛;[D];中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所）;2010年
计慧杰;[D];上海大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库
郑伟华;[D];湘潭大学;2010年
蔡蕊;[D];西安电子科技大学;2011年
胡明玮;[D];西安电子科技大学;2011年
陈婷;[D];西安电子科技大学;2008年
周火德;[D];北京交通大学;2011年
张海员;[D];广东工业大学;2011年
刘刚;[D];江西理工大学;2011年
王成成;[D];海南大学;2011年
陶嫄;[D];南京理工大学;2011年
方励;[D];华南理工大学;2011年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库
吴晓铁;俞军;程君侠;;[J];半导体技术;2007年12期
李利品;高国旺;任志平;;[J];电测与仪表;2008年08期
张锐,黄本雄;[J];电信工程技术与标准化;2005年02期
赵晓丽,韩焱;[J];电脑开发与应用;2004年04期
李平;;[J];电脑与信息技术;2007年04期
凌威;赵向阳;;[J];单片机与嵌入式系统应用;2008年09期
郅晨;[J];电视技术;2002年10期
韩春梅;[J];电视技术;2004年03期
孙宏海;王大伟;纪华;王延杰;;[J];电子测量技术;2008年04期
陈伟;宋燕星;;[J];电子测量技术;2008年11期
中国硕士学位论文全文数据库
薛林;[D];南京理工大学;2006年
【相似文献】
中国期刊全文数据库
,宗建华;[J];电子工程师;2001年12期
孔庆宇;;[J];中小企业管理与科技(下旬刊);2011年02期
罗成;;[J];中国公共安全(综合版);2012年06期
赵竹;刘松平;肖帅;;[J];企业技术开发;2013年22期
郭玲;[J];锦州师范学院学报(自然科学版);2003年03期
李钊;;[J];现代电子技术;2012年17期
蒋壮;迟永滨;龙细军;;[J];机械与电子;2007年02期
胡青松;[J];微计算机信息;2004年05期
刘宇东;黎文导;;[J];海南师范大学学报(自然科学版);2012年04期
安建平,岁灿;[J];北京理工大学学报;2000年03期
中国重要会议论文全文数据库
张淑梅;香亚楠;;[A];第二十一届中国（天津）’2007IT、网络、信息技术、电子、仪器仪表创新学术会议论文集[C];2007年
孟超;马苑学;高岩;;[A];创新驱动，加快战略性新兴产业发展——吉林省第七届科学技术学术年会论文集（上）[C];2012年
曹蕾;宋军;李金叶;;[A];第十三届全国煤矿自动化学术年会、中国煤炭学会自动化专业委员会学术会议论文集[C];2003年
中国重要报纸全文数据库
孔令峰;[N];边防警察报;2007年
中国硕士学位论文全文数据库
李海基;[D];华南理工大学;2011年
艾志清;[D];南昌航空大学;2013年
孙涛;[D];中国科学院大学(工程管理与信息技术学院);2013年
陈志杰;[D];华侨大学;2014年
&快捷付款方式
&订购知网充值卡
400-819-9993
《中国学术期刊（光盘版）》电子杂志社有限公司
同方知网数字出版技术股份有限公司
地址：北京清华大学 84-48信箱 知识超市公司
出版物经营许可证 新出发京批字第直0595号
订购热线：400-819-82499
服务热线：010--
在线咨询：
传真：010-
京公网安备75号