基于fpga视频序列人脸目标跟踪技术研究

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1、硕士论文基于FPGA的视频序列人脸目标跟踪技术研究摘要IIMIIIll411

2、111111111111111111111111fY2275541随着FPGA技术的不断发展，其并行性、高速性及复用性在控制领域体现出了灵活运用的独到优势，IP核的调用大大缩短了研发者的开发周期，也保证了模块的稳定性、易维护性、可移植性。与此同时人脸目标跟踪技术作为视频目标跟踪技术的一个重要分支，越来越受到人们的关注。其在安保监控和智能人机交互领域都有广泛运用，并且呈迅速发展趋势。本课题为基于FPGA的视频序列人脸目标跟踪技术研究，系统以FPGA作为硬件

3、开发平台，其特点是以人脸肤色信息为特征，构建粒子滤波系统模型最终完成人脸目标跟踪。论文首先简述了课题意义、人脸目标检测与跟踪技术。接着对色彩系统、FPGA开发流程、常规目标跟踪方法进行介绍，最终引入粒子滤波的思想。而本文正是基于粒子滤波算法在FPGA上实现人脸目标跟踪。课题主要分两部分：硬件电路和算法设计。硬件电路部分主要包括SAA7113H解码芯片、SAA7121编码芯片、XilinxSpartan3E主控芯片、片外存储芯片等，论文通过AltiumDesigner软件完成了原理图及PCB板设计，并最终进行了制板及调试。在算法实现

4、方面，也即用FPGA实现视频序列人脸目标检测与跟踪过程中，将人脸肤色色差信息作为特征，构建基于肤色特征的粒子滤波算法。通过一组采样粒子描述跟踪图像帧中人脸目标可能存在的区域，以色差信号构建观测方程，在观测过程中，对ITU一656视频格式和YCbCr4：2：2采样格式分析，定位提取色差信号并统计得到出粒子的权重。在此基础上以最大权重值对应的粒子状态值表示跟踪结果。本系统采用VefilogHDL语言编写，在XilinxISE软件平台下开发，调用了相关IP核资源，并运用仿真工具和示波器进行相关调试。最终系统可实现人脸目标的跟踪，并达到预

5、期效果。关键词：FPGA，人脸跟踪，人脸肤色，色差信号，粒子滤波，VerilogHDLAbstract硕士论文WiththeconstantdevelopmentofFPGA，itsparallelism，hi【ghspeedandreusabilityhavereflecteditsadvantageofflexibleapplicationincontroldomain．UsingtheIPcorehasgreatlyshortenedthedevelopmentcycleoftheresearchers，ensuringth

6、estability,easy-maintenanceandportabilityofthemodule．Inthemeanwhile，facetracking，asallimportantbranchofvideotargettracking，hasgainedmoreandmoreattention．Ithasbeenwidelyappliedinsecuritymonitoringandintelligenthuman-computerinteraction，沥tllthetrendofrapiddevelopment．Th

7、esubjectofthispaperisastudyonthetechniqueoffacetrackingonthebasisofFPGA．Inthispaper,thedesignedsystem，basedonFPGAhardwareplatform，hasthepropertyofcompletingthefinaltrackingtaskbyconstructingparticlefilter、析tlltheeigenvectoroffacecolorinformation．Thispaperfirstlystates

8、thesubjectmeaning，facedetectionandtrackingtechniquebriefly．Thenitpresentscolorsystem，FPGAdevelopmentprocessandconventionaltargetmethod．Atlast，itintroducestheconceptofparticlefilter．ThispaperresearchedonfacetrackingbyparticlefilterbasedontheFPGA．ThispaperconsiStsoftwop

9、arts：hardwarecircuitandalgorithmdesign．HardwarecircuitincludesSAA7113Hdecodingchip，SAA7121codingchip，XilinxSpartan3Emaincont