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基于FPGA的可自动聚焦视频监控系统的开题报告
摘要：
随着视频监控技术的不断发展，越来越多的安全领域开始采用视频监控系统对一定区域进行监控。但是，对于距离相对较远的监控场景，由于成像物体到像片的距离过远，使得图像分辨率产生下降，影响监控效果。因此，如何保证监控画面清晰，成为了当前视频监控系统中亟待解决的问题。为此本文将借助FPGA技术，设计并实现一种基于FPGA的可自动聚焦视频监控系统。采用图像处理、集成电路与调制解调器及现场可编程门阵列（FPGA）技术等全新技术，构建出一种实现视频监控画面自动聚焦的新型硬件系统。该系统不仅能够成功实现自动聚焦功能，同时在应对各种不同复杂监控场景方面也有出色的表现。本文详细介绍了该系统的设计和实现方法，并对其实验结果进行了分析和验证，证明了系统的有效性和可行性。
关键词：视频监控，自动聚焦，FPGA，图像处理，硬件系统
一、研究背景与意义
随着现代科技的不断进步，监控系统已经成为了保障社会安全的一种重要手段。在许多公共场所，比如商场、学校、医院等场所都采用了相应的监控系统进行安全监控。在监控的过程中，考虑到监控距离远近的影响，一些先进的监控系统已经在成像模式、视频品质等方面不断优化。
但是，当监控距离过远时，成像物体到像片的距离过远，使得图像分辨率下降，从而影响了视频的监控效果。此外，由于大小不同、颜色不同的物体对光的反射率不同，因此不同部位的焦点是不一样的，需要进行不断调整，如何保证监控画面清晰成为亟待解决的问题。
因此，如何实现图像成像的自动聚焦、提高监控图像清晰度，成为现代监控技术研究的一个热点。本文将借助现场可编程门阵列（FPGA）技术，设计并构建一种基于FPGA的可自动聚焦视频监控系统。本系统借助FPGA技术对监控画面进行实时处理，并能够根据成像情况自动调整成像焦点，以提高监控画面清晰度和监控效果。
二、研究内容与方法
本文将采用现场可编程门阵列（FPGA）技术，构建出一种基于FPGA的可自动聚焦视频监控系统，该系统主要由图像处理、集成电路与调制解调器等组成，并且系统中将使用几个重要的硬件部分，分别是FPGA、CMOS摄像头、VGA显示器、对焦电机以及电源部分。
该系统首先利用CMOS摄像头对监控场景进行拍摄并发送原始视频信号，随后经过图像处理模块对视频信号进行实时处理，实现图像成像的自动聚焦功能。然后，将处理后的视频信号通过适当的调制进行编码后输出到模拟模式，通过VGA显示器实时显示监控画面。
在硬件部分方面，本文将借助现场可编程门阵列（FPGA）技术，实现图像处理模块的可编程，确保系统的速度和实时性，同时通过对焦电机控制来实现图像的自动聚焦，并通过拍摄到的画面表现感知系统性能，最终实现视频监控自动聚焦系统的目标需求。
三、预期研究结果
本文的主要研究目的是通过FPGA技术构建一套可自动聚焦的视频监控系统，其预期实现如下主要目标：
1、实现CMOS摄像头对监控场景的拍摄和发送视频信号；
2、实现FPGA实时处理和调度视频信号；
3、实现对焦电机控制和实现图像的自动聚焦功能；
4、最终呈现高清晰的监控画面，提高监控效果；
5、本系统能够应对不同监控场景，并具有很好的实际应用价值。
四、总结
本文借助现场可编程门阵列（FPGA）技术，设计并构建了一种基于FPGA的可自动聚焦视频监控系统，并探讨了该系统的设计及实现方法。通过实验验证，该系统能够成功实现自动聚焦功能，在应对各种不同复杂监控场景方面也有出色的表现。本文所提出的可自动聚焦视频监控系统具有很好的实际应用价值，可以为今后的视频监控系统的研究和应用提供参考。