多点追踪算法的设计与fpga实现

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1、学校代码10530学号201510121268分类号TP334密级公开硕士学位论文多点追踪算法的设计与FPGA实现学位申请人张峰境指导教师金湘亮教授学院名称物理与光电工程学院学科专业集成电路工程研究方向集成电路工程二零一八年六月DesignofMultipointTrackingAlgorithmandImplementationinFPGACandidateFengjingZhangSupervisorProfessorXiangliangJinCollegeSchoolofPhysicsandOptoelectricEngineeringPro

2、gramIntegratedCircuitsEngineeringSpecializationIntegratedCircuitEngineeringUniversityXiangtanUniversityDegreeMasterofEngineeringDateJune,2018摘要随着科技的进步，多点触控被应用到了越来越多的领域。多点触控技术中，利用摄像头捕捉手部动作是较为常见的识别方法之一。这种方法主要采用实时图像处理获取手指动作信息，并加以处理转换成需要的信号发送给后续设备。虽然投影激光设备多点触控技术出现较晚，但因为其易于携带，使用方便，

3、逐渐成为主流。对于这种技术而言，图像处理手指信息的准确度和速度决定了整个系统的性能。本文分析了基于视觉的多点触控技术捕捉和处理触摸点的方法，并针对投影激光技术设计了一种触控点的处理方法。本文做了以下工作：（1）首先介绍了多个基于视觉的多点触控技术的成像原理和触摸点的捕捉方法，并对每一种方法的优点和缺点进行分析，对比得出投影激光多点触控技术的优势。（2）其次，分析多点触控技术的原理，可知其触摸点的捕捉分为对特征点的处理和对前后帧特征点的追踪两部分组成。所以可将算法分为两个部分，图像处理算法和追踪算法，用于处理特征点和追踪。在介绍完这两种算法的原理后，

4、进行了RTL代码的功能仿真，验证算法的正确性。（3）最后，针对上述算法设计了测试系统。测试系统是由图像传感器和FPGA组成的硬件平台，为了直观的观察数据结果，采用串口通讯协议捕捉算法处理结果发送给计算机，在计算机采用Matlab软件的GUI平台编写了软件平台，以更好地观察测试结果。综上所述，本文在投影激光多点触控技术的硬件环境下设计了一种基于FPGA的多点追踪算法，通过FPGA开发板和上位机软件构成的测试系统对算法的准确性和稳定性进行测试，测试结果表明该算法达到了预期目标，满足设计要求。关键词：多点追踪算法；FPGA；多点触控；连通域标记；图像处理

5、IAbstractWiththeprogressofscienceandtechnology,multi-touchcontrolhasbeenappliedtomoreandmorefields.Inmulti-touchtechnology,theuseofcamerastocapturehandmovementsisoneofthemostgeneralrecognitionmethods.Real-timeimageprocessingisusedtogetfingeractioninformation,andprocessesitinto

6、necessarysignalstosendtosubsequentequipment.Althoughthemulti-touchtechnologyofprojectionlaserappearedlate,itisbecomingmainstreambecauseitiseasytocarryandeasytouse.Forthistechnology,theaccuracyandspeedofimageprocessingfingerinformationdeterminetheperformanceofthewholesystem.Int

7、hispaper,themethodofcapturingandprocessingtouchpointsbasedonvisualmulti-touchtechnologyisanalyzed,andatouchpointprocessingmethodisdesignedfortheprojectionlasertechnology.Theworkthisarticlehasfinishedisasfollows:(1)Firstly,theimagingprincipleofmultipointtouchcontroltechnologyba

8、sedonvisionandthecapturemethodoftouchpointareintroduced,andth