基于网络安全的视频内容智能监测系统的研究及FPGA实现

摘要

在如今信息互联网飞速发展的时代，网络视频内容的传播越来越普及，为了避免非法视频内容例如反动言论、虚假广告的误导对观众、节目供应商以及国家造成负面影响，确保视频内容播出的安全以及质量，网络视频内容的监测工作要求也变得越来越高。因此，本文设计了一套基于FPGA的网络视频内容的智能监测系统，该系统由两部分组成：监测中心与监测前端，其中监测中心与监测前端分别实现视频内容特征参数的提取以及搜索匹配，该系统的设计采用自顶向下的设计方式。
　　本研究主要内容包括：⑴介绍了视频内容智能监测系统的研究背景以及发展现状，并根据项目要求设计了一套基于 FPGA的视频内容智能监测系统的方案。同时对该方案的设计内容以及设计步骤做了简要的说明。⑵通过对视频内容特征参数的提取方案进行了研究，通过比对各种视频内容特征参数提取的优劣，选出了最具有可靠性以及唯一性的频域特征参数提取的方案，对于频域特征参数的处理，和以往对特征数据相位处理不同的是，本方案采取的是处理特征数据的模值。准确可靠的特征参数提取模块为搜索匹配打下了坚实的基础，本文的搜索匹配方案采用了两步搜索策略：第一步大刻度搜索，即监测中心的特征参数与监测前端进行搜索匹配时，不符合要求，监测中心的特征数据每隔十帧与监测前端的特征数据进行匹配，直到符合要求为止；第二步小刻度搜索，即小刻度搜索是在第一步的基础上实现，当第一步搜索成功后，符合匹配要求的监测中心端的那帧特征数据以及其后相邻9帧数据一一与监测前端特征数据进行匹配，从而匹配出最符合要求的特征数据。搜索匹配之后，两路特征数据就实现了对齐，接着就利用所设计的报警模块来实时智能监测视频内容，从而确保视频内容播出的质量及安全性，由于本方案的特征数据是连续的数据流，搜索以及报警都是实时地处理。⑶通过在FPGA上来实现所设计的方案，对方案的每个步骤做了详细的电路设计以及电路设计的仿真验证来确认本方案的可靠性以及可行性。同时搭建了对应的实验平台，来对系统的整体方案进行了调试验证。

目录

声明

第一章 绪 论

1.1 课题的研究背景及意义

1.2 当前国内外的研究现状

1.3 本文主要内容及创新点

1.4论文的结构及主要工作

第二章 视频内容特征参数提取的算法研究

2.1 视频内容特征参数提取的难点

2.2 视频内容特征参数的一些相关算法

2.3 视频内容特征参数的提取算法

2.4 本章小结

第三章 视频内容特征参数搜索匹配算法的研究

3.1 延时模型分析

3.2 搜索模型分析

3.3 空间相关运算

3.4 时间相关运算

3.5 二次判决率

3.6 报警模块RS232格式

3.7 本章小结

第四章 系统的整体设计与硬件平台的搭建

4.1 FPGA技术介绍

4.2 硬件平台的搭建

4.3 系统硬件实验平台实物图片

4.4 本章小结

第五章 系统的FPGA实现

5.1 ITU-R BT.656到ITU-R BT.601格式的转换

5.2 视频内容特征参数提取的FPGA实现

5.3 视频内容特征参数的搜索匹配的FPGA实现

5.4 本章小结

第六章 系统的仿真与测试

6.1 子模块的仿真验证

6.2 整体系统的测试验证

6.3 本章小结

第七章 总结与改进

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间取得的成果