基于FPGA的目標(biāo)檢測(cè)與跟蹤.pdf

1、在信息化時(shí)代背景下隨著微電子技術(shù)發(fā)展，計(jì)算機(jī)視覺在人工智能領(lǐng)域新技術(shù)，新方法層出不窮，圖像處理，模式識(shí)別，圖像理解都是其中重要研究分支。其中圖像處理是基礎(chǔ)技術(shù)，它完成對(duì)圖像中各個(gè)要素或特征的甄別，提取然后運(yùn)用。其流程是首先通過(guò)視覺傳感器（攝像頭，紅外導(dǎo)引頭等）將采集到的信號(hào)存儲(chǔ)，然后通過(guò)圖像處理算法單元對(duì)存儲(chǔ)的視頻流進(jìn)行相應(yīng)的處理，得到所需求的信號(hào)。圖像處理技術(shù)是計(jì)算機(jī)技術(shù)的一個(gè)體現(xiàn)，傳統(tǒng)的圖像處理系統(tǒng)的主處理功能是在PC機(jī)中完成，但是

2、在特殊領(lǐng)域或環(huán)境限制苛刻的條件下，這種模式的處理方式已經(jīng)不能適用，近10年來(lái)FPGA技術(shù)的快速發(fā)展，以其靈活的處理方式，豐富的內(nèi)部資源，純硬件語(yǔ)言的編程方式使得其在實(shí)時(shí)性上優(yōu)勢(shì)明顯，所以用FPGA做圖像處理是未來(lái)的一種趨勢(shì)。
　　論文認(rèn)真總結(jié)了各個(gè)階段圖像處理系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)，分析了當(dāng)前嵌入式目標(biāo)檢測(cè)與跟蹤系統(tǒng)的特點(diǎn)，通過(guò)對(duì)比各種嵌入式視頻處理方案，最終設(shè)計(jì)出一種基于FPGA的目標(biāo)檢測(cè)與跟蹤系統(tǒng)。
　　首先，針對(duì)目標(biāo)檢測(cè)與跟蹤系

3、統(tǒng)的功能和FPGA的特性，論文從整體的角度去分析系統(tǒng)的功能需求和性能需求，功能需求主要確定系統(tǒng)要達(dá)到什么樣的目標(biāo)，性能需求主要確定系統(tǒng)達(dá)到這個(gè)目標(biāo)時(shí)一些關(guān)鍵性能的指標(biāo)是否符合設(shè)計(jì)。在面對(duì)這樣的需求時(shí)來(lái)確立設(shè)計(jì)方案，設(shè)計(jì)方案主要從算法設(shè)計(jì)和硬件設(shè)計(jì)兩層面來(lái)探討。其中算法設(shè)計(jì)主要滿足功能需求，硬件設(shè)計(jì)主要滿足性能需求，在確立完方案后，就探討如何將算法移植到FPGA中，實(shí)現(xiàn)FPGA設(shè)計(jì)流程的一般步驟。
　　其次，在實(shí)現(xiàn)FPGA目標(biāo)檢測(cè)與

4、跟蹤系統(tǒng)時(shí)，把所需設(shè)計(jì)的FPGA算法進(jìn)行細(xì)化分割成多個(gè)子模塊，對(duì)每個(gè)子模塊進(jìn)行原理性分析和闡述，其中關(guān)于系統(tǒng)理論分析方面主要由兩個(gè)部分組成，第一部可分為視頻流部分，主要包括圖像采集，色彩空間變換， SDRAM讀寫和VGA顯示。第二部分為圖像處理算法部分，主要包括中值濾波，背景做差，二值化，形態(tài)學(xué)濾波和目標(biāo)中心點(diǎn)提取。這套系統(tǒng)的軟硬件實(shí)現(xiàn)部分是整篇論文核心主要是通過(guò)FPGA將算法模塊功能實(shí)現(xiàn)，并最終嵌入到視頻流處理的主程序中，完成最終調(diào)試