基于FPGA的紅外小目標(biāo)跟蹤系統(tǒng)設(shè)計(jì).pdf

1、紅外小目標(biāo)的實(shí)時(shí)跟蹤技術(shù)在軍事和民用領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，然而由于小目標(biāo)缺乏尺寸、紋理和形狀等信息，而且傳統(tǒng)檢測(cè)和跟蹤算法的復(fù)雜度較高，因此，很難對(duì)紅外圖像中的小目標(biāo)進(jìn)行穩(wěn)定實(shí)時(shí)地跟蹤。本文結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列（FPGA，F(xiàn)ield Programmable Gate Array）運(yùn)算速度快、并行處理的優(yōu)點(diǎn)，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一個(gè)以FPGA為核心處理器的小目標(biāo)實(shí)時(shí)跟蹤系統(tǒng)，提出了一種效果良好且易于在硬件平臺(tái)實(shí)現(xiàn)的小目標(biāo)跟蹤算法，并在FPGA平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了

2、該算法。本文主要內(nèi)容如下:
　　(1)首先討論了系統(tǒng)開(kāi)發(fā)過(guò)程中涉及到的BT656視頻標(biāo)準(zhǔn)以及不同的視頻掃描方式，然后介紹了與視頻信號(hào)處理相關(guān)的顏色空間理論與YCbCr不同的采樣方式，最后具體分析了FPGA的工作原理和開(kāi)發(fā)流程，介紹本文所需的開(kāi)發(fā)工具，并完成了系統(tǒng)的芯片選型工作。
　　(2)針對(duì)經(jīng)典Top-hat變換對(duì)小目標(biāo)檢測(cè)的局限性，在分析小目標(biāo)成像特性的基礎(chǔ)上，提出一種改進(jìn)的Top-hat變換，并將其應(yīng)用于圖像的預(yù)處理中

3、，抑制背景的同時(shí)突出小目標(biāo)。在此基礎(chǔ)上，通過(guò)對(duì)視頻序列中目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)估計(jì)和基于特征濾波器的空間濾波，剔除不在運(yùn)動(dòng)區(qū)域范圍內(nèi)的虛假目標(biāo)，從而穩(wěn)定有效地計(jì)算出小目標(biāo)的位置。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明本文算法具有較好的跟蹤效果，同時(shí)也滿(mǎn)足系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性要求。
　　(3)本文選取D/A和A/D轉(zhuǎn)換的編解碼芯片、用于存儲(chǔ)視頻數(shù)據(jù)的SRAM和CycloneⅡ系列EP2C70F672I8 FPGA芯片，設(shè)計(jì)了系統(tǒng)的整體硬件架構(gòu)，并完成了跟蹤過(guò)程中涉及的圖像采集、