基于FPGA的運動目標檢測與跟蹤系統(tǒng)研究.pdf

1、目前，基于視頻圖像的運動目標檢測與跟蹤技術(shù)是計算機視覺領(lǐng)域中最重要的研究內(nèi)容之一，它是智能監(jiān)控、人機交互和機器導航等領(lǐng)域應(yīng)用的基礎(chǔ)和關(guān)鍵技術(shù)。FPGA硬件處理器具有運算速度快、設(shè)計靈活與功耗低等優(yōu)點，能夠提升圖像算法的處理速度，特別適合于視頻圖像處理領(lǐng)域。因此，基于FPGA硬件處理平臺進行運動目標檢測與跟蹤系統(tǒng)的研究具有非常重要的理論意義和實用價值。
　　本文對運動目標檢測與跟蹤算法進行分析研究，介紹了幀差法、背景減除法和光流法三

2、種常用的運動目標檢測算法的基本原理及其特點；并根據(jù)跟蹤特征分類，介紹了基于跟蹤特征、跟蹤區(qū)域、活動輪廓以及跟蹤模型的跟蹤算法原理及其特點。分析研究表明，在幀間差分法的基礎(chǔ)上，采用基于目標的特征跟蹤算法計算量少、資源占用少、易在FPGA平臺上實現(xiàn)，并使用matlab軟件對幀差法與基于形心特征跟蹤算法進行了仿真。
　　本系統(tǒng)以FPGA為硬件開發(fā)平臺，采用幀間差分法檢測運動目標且選取目標形心為特征進行跟蹤的方案，詳細介紹了系統(tǒng)中基于該方

3、案的各個硬件模塊的設(shè)計原理。首先通過I2C總線配置模塊對CMOS圖像傳感器內(nèi)部的寄存器進行配置，其次數(shù)據(jù)采集模塊負責接收D5M圖像傳感器輸出的數(shù)據(jù)和幀控制信號，再經(jīng)過圖像轉(zhuǎn)換模塊將Bayer格式的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成RGB格式。然后多端口SDRAM控制器模塊將生成的RGB格式數(shù)據(jù)存入SDRAM中，實現(xiàn)兩幀圖像數(shù)據(jù)的緩存。目標檢測模塊采用幀差法對運動目標進行檢測，而目標跟蹤模塊對已檢測出的運動目標采用形心匹配法進行跟蹤，VGA控制模塊將檢測與跟蹤結(jié)