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现如今,视频监控系统的视频依然以二维图像为主,人们难以从二维图像中感知场景的深度信息,这容易导致对现场中的真实状况产生误判。采用3D技术不仅能感知场景的深度信息,也能呈现立体视觉。因此,本文提出了在FPGA平台上实现3D视频监控系统的解决方案,主要研究内容如下:1.3D视频技术的研究。本文首先探讨了 3D视频的采集方式与深度提取办法,然后根据视频监控系统的实际需求,设计了一块基于OVA5640的双目摄像头模组来拍摄视频,最后采用立体匹配算法来提取场景的深度信息。2.视频监控系统的硬件平台搭建。本文采用Xilinx公司的一款Spartan-6系列的高性能芯片作为本系统的主控芯片,研究了该芯片的硬件资源,及3D视频监控系统的总体设计结构,并分析各关键模块。3.系统模块的软件实现。本文是在ISE软件平台上进行系统设计,采用硬件编程语言来实现各关键模块功能,并使用ModelSim仿真软件进行时序仿真。其中,本次设计完成了双目摄像头的寄存器配置、视频图像采集、视频数据格式转换等功能,也完成了异步FIFO模块与DDR3控制模块的数据读写,还完成了 VGA的时序控制与视频显示。4.基于FPGA的图像处理。由于采集的视频图像存在着白噪声、亮度不均匀、颜色有偏差等问题,因此,本文研究了图像去噪与图像边缘增强的几种算法。首先在MATLB软件平台上实现各自算法,然后评估处理后的图像质量,并概述了各自算法的优缺点,最后在FPGA板上实现图像处理。5.深度图像提取。本文尝试了用立体匹配算法来提取场景的深度信息。为了加快局部立体匹配的速度,本文还提出了基于图像分割的局部立体配算法来估计图像的视差值。针对立体匹配容易产生误匹配点的问题,本文又引入了双向匹配方式。本文最终实现了双路视频的并行输入及并行输出,系统的实时处理能力可达到1080p@60Hz,并且采用逐行扫描交错格式来呈现3D视频。本文提出的基于图像分割和双向匹配的局部立体匹配算法,与传统的局部立体匹配算法相比,提取的深度图像有更高的峰值信噪比（PSNR）,不仅提高了深度的提取精度,也大大缩短了匹配时间,为下一步的场景的深度实时提取奠定了基础。