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基于FPGA的实时视频图像采集与显示系统的研究与实现的开题报告
一、选题背景
随着计算机和通信技术的快速发展，数字视频的应用越来越广泛。在众多的数字视频应用中，实时视频采集和实时视频显示是基础和关键技术之一。工业控制、医疗、教育、安防等领域对实时视频采集和实时视频显示的需求日益增加。为满足这些需求，基于现场可编程门阵列（FPGA）的实时视频图像采集与显示系统成为了一种可行的解决方案。
二、研究内容
本课题旨在研究基于FPGA的实时视频图像采集与显示系统的设计与实现。具体研究内容包括以下三个方面：
1.实时视频采集模块的设计与实现。该模块的主要功能是通过视频输入接口采集视频信号，并通过FPGA进行数字化处理，输出处理后的视频信号。该模块需要解决实时采集和数字化处理的问题，同时需要考虑采集和处理过程中的时序同步和数据传输的稳定性。
2.实时视频显示模块的设计与实现。该模块的主要功能是通过视频输出接口显示FPGA处理后的视频信号。该模块需要解决视频显示和输出的问题，同时需要考虑视频输出时的时序同步和图像质量。
3.系统整合与优化。完成以上两个模块后，还需将它们进行整合和优化，实现一个完整的实时视频图像采集与显示系统。在整合和优化过程中，需要考虑系统的稳定性、性能、可靠性等方面的问题。
三、研究意义
本课题的研究意义主要体现在以下几个方面：
1.掌握FPGA应用于实时视频采集与显示的基本原理和设计方法。
2.实现基于FPGA的实时视频图像采集与显示系统，满足多领域实时视频处理的需求。
3.提高系统的稳定性和性能，提高系统的可靠性和可扩展性，为实现更高效的实时视频处理打下基础。
四、研究方法
本课题的研究方法主要包括文献调研、理论分析和实验验证。
1.文献调研。本课题将参考多篇关于FPGA应用于实时视频采集与显示的论文和文献，了解目前该领域的研究状况、研究方法和技术方案等。
2.理论分析。本课题将通过对实时视频采集和显示原理的深入理解，分析FPGA实现该过程的基本原理和方法，确定系统的整体框架和设计方案。
3.实验验证。本课题将通过硬件实现和软件仿真两种方法进行系统验证。通过硬件实现可以验证系统的稳定性和性能，通过软件仿真可以优化系统的整体设计和性能。
五、预期成果
本课题预期完成以下成果：
1.基于FPGA的实时视频图像采集与显示系统的硬件设计与实现。
2.系统的性能测试和评估报告，包括采集图像分辨率、采集帧率、显示分辨率和显示帧率等指标。
3.论文和相关学术论文创作，撰写专业可信的研究成果，为学术界和工业界提供参考。
六、进度安排
本课题的进度安排如下表所示：
|任务|完成时间|
|---|---|
|文献调研|1个月|
|FPGA实现图像采集|2个月|
|FPGA实现图像显示|2个月|
|系统整合和优化|1个月|
|系统测试和评估|1个月|
|论文写作和完善|2个月|
七、参考文献
[1]徐岳,孙丽敏,鲁慧倩.基于FPGA的实时视频图像采集与处理系统.电子科技,2015,28(6):55-58.
[2]白金华,王丽琼,喻建华.基于FPGA的实时视频图像采集与传输系统设计.计算机工程与设计,2017,38(6):1923-1928.
[3]张卓,刘勇,王艳,等.基于FPGA的高清实时图像采集与处理系统设计.计算机工程,2017,43(7):194-196.