基于fpga的动态目标跟踪系统设计

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4、论文答辩日期答辩委员会主席评阅人2016年6月摘要动态目标跟踪是计算机视觉技术中的一个十分活跃的研究课题，在交通流量控制、航空航天、汽车自动驾驶、医疗监控等重要的安全保障场所有着广泛的应用前景，特别是在智能监控系统的应用中，而动态目标跟踪技术是智能监控系统中的关键技术。目前，对动态目标跟踪算法的研究已经比较成熟，但利用硬件实现该算法仍是当前的热点。视频图像处理的信息量较多且对实时性要求较高，处理比较复杂，而FPGA具有并行处理能力和可重构性的特点，它非常适合做实时图像处理。首先，论文基于目标芯片EP2C70F896C6N和TRDB-D5MCMOS摄像头和VGA显示器搭建动态目标跟踪系统

5、的硬件平台。使用QuartusII13.0进行系统各2模块的软件设计，采用VerilogHDL硬件描述语言编程，模拟IC总线协议，完成FPGA对视频解码芯片ADV7180的配置。摄像头采集的图像为Bayer格式，需要将Bayer格式转换为RGB格式，本文采用双线性差值算法进行颜色插值，完成图像格式转换。通过对系统各个模块的设计，利用逻辑分析仪SignalTapII进行功能仿真，最后把各个模块综合起来，完成了视频图像的采集与显示。接着，通过对动态目标检测算法与跟踪算法进行理论分析，并根据FPGA的并行处理能力和可重构性的特点，采用背景差分法进行动态目标检测，并对检测的结果做数学形态学处理

6、，采用SAD模板匹配算法进行动态目标跟踪，并通过matlab2014b对背景差分算法和SAD模板匹配算法进行仿真，并分析仿真结果。最后，在图像采集系统中加入动态目标检测算法和跟踪算法模块，实现了基于FPGA的动态目标跟踪系统。实验结果表明背景差分法能够检测出完整的目标图像，经过数学形态学开运算处理后的动态目标轮廓更加突出明显，SAD模板匹配跟踪算法也能实时地跟踪动态目标。该系统能够对静态背景下的单个动态目标进行实时检测和跟踪。具有实时性高、系统稳定的特点，可应用于智能监控领域。2关键词：IC总线；目标检测；目标跟踪；VerilogHDL；智能监控IIABSTRACTMovingtarg

7、ettrackingisaveryactiveresearchtopicinthetechnologyofcomputervision，havingawiderangeofapplicationsintrafficflowcontrol，aerospace，AutomaticDrive，medicalmonitoringandotherimportantsafetyguarantee，especiallyintheintelligentmoni