基于FPGA的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測和跟蹤系統(tǒng)設(shè)計(jì).pdf

1、隨著計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)的發(fā)展和智能化需求的提高，智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)生活。而運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測和跟蹤系統(tǒng)作為關(guān)鍵的一環(huán)受到普遍的關(guān)注?，F(xiàn)階段，運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測和跟蹤相關(guān)算法已經(jīng)逐步趨于成熟，但是利用硬件來實(shí)現(xiàn)算法仍然是當(dāng)前研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn)。
　　本文對基于FPGA的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測和跟蹤系統(tǒng)展開研究，該系統(tǒng)選用Xilinx公司的Zynq-7000系列FPGA芯片，充分利用了FPGA并行處理的特性，結(jié)合Xilinx高級開發(fā)工具System

2、 Generator模塊化設(shè)計(jì)的優(yōu)勢，將基于三幀差分法的視頻檢測和基于模板匹配法的跟蹤算法成功移植到FPGA中。運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測和跟蹤系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要可分為兩大部分：算法設(shè)計(jì)和硬件實(shí)現(xiàn)。算法設(shè)計(jì)方面：首先，通過比較分析，確定使用三幀差分法和模板匹配法實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測和跟蹤。其次，考慮到圖像采集存噪聲問題，采用高斯濾波進(jìn)行預(yù)處理；針對差分法容易出現(xiàn)的空洞現(xiàn)象，采用形態(tài)學(xué)進(jìn)行后處理。最后，使用模板匹配方法實(shí)現(xiàn)目標(biāo)跟蹤處理。硬件實(shí)現(xiàn)方面：本系統(tǒng)使用D

3、igilent公司的ZYBO評估板為主體硬件平臺，結(jié)合MT9V034 CMOS攝像頭和VGA顯示器構(gòu)建整個(gè)系統(tǒng)。其中，評估板實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的檢測和跟蹤，主要分為六大部分：Bayer轉(zhuǎn)RGB模塊、高斯濾波模塊、運(yùn)動(dòng)檢測模塊、形態(tài)學(xué)處理模塊、運(yùn)動(dòng)跟蹤模塊和VGA顯示模塊。本文使用ISE、System Generator、MATLAB等工具，ZYBO評估板上對各模塊進(jìn)行時(shí)序仿真和綜合驗(yàn)證。仿真和實(shí)驗(yàn)表明，本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)效果相比于傳統(tǒng)幀間差分法和模板