基于fpga的人体姿态检测与识别系统的设计与实现

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1、万方数据分类号UDC密级学位论文基于FPGA的人体姿态检测与识别系统的设计与实现作者姓名：指导教师：果彬李景宏副教授东北大学信息科学与工程学院申请学位级别：硕士学科类别：工学学科专业名称：电路与系统论文提交日期：2014年6月论文答辩日期：2014年6月17日学位授予日期：2014年7月答辩委员会主席：王旭评阅人：王骄侯祥林东北大学2014年6月万方数据AThesisinCircuitsandSystemsDes咖andImplementa舶nofHumanBodyon卯GAByGuoBinSuperVisor：Associat

2、eProfessorLiJinghongNortheasternUniVersityJune2014万方数据独创性声明本人声明，所呈交的学位论文是在导师的指导下完成的。论文中取得的研究成果除加以标注和致谢的地方外，不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包括本人为获得其他学位而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：果鸪日期：30j峰．8、f学位论文版权使用授权书本学位论文作者和指导教师完全了解东北大学有关保留、使用学位论文的规定：即学校有权保留并向国家有

3、关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人同意东北大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流。作者和导师同意网上交流的时间为作者获得学位后：半年口一年口一年半口两年一学位论文作者签名：朱粥导师签名：签字日期：土of昝．占．f签字日期：榭≠3口f4．乡．，万方数据东北大学硕士学位论文摘要基于FPGA的人体姿态检测与识别系统的设计与实现摘要视频监控系统的人体姿态检测与识别的目的是通过分析视频中拍摄到的人体运动的某些特征来判断人的姿态所蕴含的意义。该研究方向具有非常广阔的前景和其国有的难点与挑战

4、，因此备受计算机视觉领域的关注。在查阅大量国内外相关文献与书籍后，决定以FPGA为核心，设计一个可以识别五种人体姿态的系统。本文主要专注于人体姿态检测与识别的两个问题，并完成了以下两方面工作。针对静态背景下的运动目标检沏《问题，背景相减法与帧间差分相结合，来检测运动人体用于姿态识别。实验表明，该方法能够检测出人体运动姿态图像，并提取出轮廓。针对基于样本集的人体姿态识别，本文采用基于人体六星模型的办法来找出能够代表人体姿态的特征向量。首先使用质心点到六星模型距离、质心与六星模型的轴线与水平坐标轴夹角、离心率共十三个特征进行描述，然

5、后选取蛙跳、跑步、弯腰、步行、蹲下五种姿态，合计3000多个样本对BP神经网络进行参数训练，所得参数用于下一步姿态估计，最终判别出测试样本集的姿态分别属于哪种姿态类别。本系统基于Altera公司的CycloneIIEP2C35F672G6FPGA的DE2硬件平台，以及摄像头、显示器等其他外设。在FPGA开发平台上设计并实现了静态背景下人体姿态识别系统。整个系统分为图像采集、图像缓存、图像显示和姿态识别四个模块。其中前三个模块用verilog硬件描述语言进行编程，后一个模块通过Nios搭建sOPC，在NiosIIIDE环境下采用c

6、语言编程处理实现。经过反复调试与改进，该系统可以很好地实现静态背景下人体姿态的检测与识别。关键词：运动目标检测：人体七星模型：特征提取；BP神经网络II万方数据东北大学硕士学位论文AbstractDesignandImplementationofHumanPostureDetectionandRecognitionSystemBasedonFPGAAbstractThepurposeofvideomonitoringsystemofhumanbodyposturedetectionandrecognitionisanalyzin

7、gthesignincanceofhumanmoVementcharactersbywhatiscapturesbythevideo．TheresearchhasVerybroadprospectsanditsinherentdifncultiesandchallenges，soitishighlyattentioninthe6eldofcomputerVision．ARerconsultingala玛enumberofdomesticandforeignrelatedliteratureandbooks，decidedtous

8、etheFPGAasthecore，designingasystemcanidentifythenVekindsofbodyposture．Inthisthesis，wef-ocusonthehumanbodyposturedetectionandrecogni