基于FPGA的目標檢測與跟蹤.pdf

1、在信息化時代背景下隨著微電子技術發(fā)展，計算機視覺在人工智能領域新技術，新方法層出不窮，圖像處理，模式識別，圖像理解都是其中重要研究分支。其中圖像處理是基礎技術，它完成對圖像中各個要素或特征的甄別，提取然后運用。其流程是首先通過視覺傳感器（攝像頭，紅外導引頭等）將采集到的信號存儲，然后通過圖像處理算法單元對存儲的視頻流進行相應的處理，得到所需求的信號。圖像處理技術是計算機技術的一個體現(xiàn)，傳統(tǒng)的圖像處理系統(tǒng)的主處理功能是在PC機中完成，但是

2、在特殊領域或環(huán)境限制苛刻的條件下，這種模式的處理方式已經不能適用，近10年來FPGA技術的快速發(fā)展，以其靈活的處理方式，豐富的內部資源，純硬件語言的編程方式使得其在實時性上優(yōu)勢明顯，所以用FPGA做圖像處理是未來的一種趨勢。
　　論文認真總結了各個階段圖像處理系統(tǒng)的優(yōu)缺點，分析了當前嵌入式目標檢測與跟蹤系統(tǒng)的特點，通過對比各種嵌入式視頻處理方案，最終設計出一種基于FPGA的目標檢測與跟蹤系統(tǒng)。
　　首先，針對目標檢測與跟蹤系

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)要達到什么樣的目標，性能需求主要確定系統(tǒng)達到這個目標時一些關鍵性能的指標是否符合設計。在面對這樣的需求時來確立設計方案，設計方案主要從算法設計和硬件設計兩層面來探討。其中算法設計主要滿足功能需求，硬件設計主要滿足性能需求，在確立完方案后，就探討如何將算法移植到FPGA中，實現(xiàn)FPGA設計流程的一般步驟。
　　其次，在實現(xiàn)FPGA目標檢測與

4、跟蹤系統(tǒng)時，把所需設計的FPGA算法進行細化分割成多個子模塊，對每個子模塊進行原理性分析和闡述，其中關于系統(tǒng)理論分析方面主要由兩個部分組成，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)學濾波和目標中心點提取。這套系統(tǒng)的軟硬件實現(xiàn)部分是整篇論文核心主要是通過FPGA將算法模塊功能實現(xiàn)，并最終嵌入到視頻流處理的主程序中，完成最終調試