基于DM642的模板匹配跟蹤系統(tǒng)設(shè)計(jì).pdf

1、近年來(lái)，隨著圖像跟蹤技術(shù)突飛猛進(jìn)的發(fā)展以及人們對(duì)圖像跟蹤技術(shù)接觸的不斷頻繁，越來(lái)越多的人意識(shí)到圖像跟蹤技術(shù)已成為人類認(rèn)識(shí)和改造這個(gè)世界的重要手段。目前，圖像跟蹤技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用到很多領(lǐng)域，滲入到各行各業(yè)，在醫(yī)學(xué)、公安、交通等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。
　　 模板匹配和目標(biāo)跟蹤是視頻圖像實(shí)時(shí)處理中的難點(diǎn)問(wèn)題，以往系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，由于器件的運(yùn)算速度有限，不能夠做到大規(guī)模的模板匹配和大范圍的搜索運(yùn)算。而完全依賴ABS等算法對(duì)模板進(jìn)行壓縮又會(huì)丟失

2、大量信息，造成匹配精度不高和跟蹤不穩(wěn)定，多處理器工作方式是實(shí)時(shí)視頻處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)的唯一解決方法。但是以往設(shè)計(jì)中，大量系統(tǒng)資源被用于總線控制和系統(tǒng)間數(shù)據(jù)傳輸，影響了系統(tǒng)性能的發(fā)揮。
　　 本文針對(duì)視頻的大數(shù)據(jù)流量與極高處理速度的特點(diǎn)，以及對(duì)復(fù)雜目標(biāo)跟蹤實(shí)時(shí)性的要求，同時(shí)結(jié)合已有技術(shù)儲(chǔ)備及當(dāng)前先進(jìn)器件，以TMS320DM642芯片(DSP)和EP3C25F324C7芯片(FPGA)為主體，設(shè)計(jì)了一套基于DM642的圖像跟蹤系統(tǒng)。FPG

3、A完成模板匹配計(jì)算，系統(tǒng)根據(jù)匹配結(jié)果自適應(yīng)更新模板，滿足視頻位移、縮放、旋轉(zhuǎn)等需求。由于模板匹配計(jì)算與視頻通道隔離，避免了一般多DSP系統(tǒng)出現(xiàn)的圖像遲滯等現(xiàn)象，同時(shí)FPGA的并行處理方式極大提高了系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理量和處理速度。
　　 論文研究對(duì)比了基于ABS、歸一化互相關(guān)匹配以及圖像矩這三種圖像匹配算法的優(yōu)缺點(diǎn)，從而總結(jié)出基于歸一化互相關(guān)匹配的圖像匹配算法，利用歸一化互相關(guān)匹配算法的高準(zhǔn)確性和適應(yīng)性，以及其對(duì)圖像的灰度線性畸變具有

4、不變性，通過(guò)計(jì)算模板和待匹配圖像的互相關(guān)值來(lái)確定匹配的程度，能快速的搜索出實(shí)時(shí)圖像和模板圖像的之間的最佳匹配位置，對(duì)目標(biāo)采用更新策略，最終實(shí)現(xiàn)快速、穩(wěn)定跟蹤。
　　 外場(chǎng)試驗(yàn)表明，基于DSP+FPGA的模板匹配實(shí)時(shí)跟蹤系統(tǒng)，具有結(jié)構(gòu)靈活、通用性強(qiáng)的特點(diǎn)。系統(tǒng)在進(jìn)行復(fù)雜算法和目標(biāo)提取方面比以前的單DSP系統(tǒng)更容易滿足實(shí)時(shí)性要求，對(duì)于720×625象素圖像數(shù)據(jù)的處理能力可以達(dá)到或超過(guò)每秒25幀，最大匹配模板可以達(dá)到128×128象素