背景可更新的目标跟踪系统设计

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1、江苏大学硕士学位论文摘要随着智能视频监控、精确制导、人机交互、医学诊断等技术的快速发展，对运动目标的检测与跟踪逐渐成为国内外研究的热点。目前大多数目标跟踪系统是基于终端摄像头+PC机架构的。视频数据的大量传输和集中处理需求严重制约了这种运算速度慢、环境适应性差的架构的发展。论文针对特定区域下的目标动态跟踪，设计了一种基于FPGA背景可更新的目标跟踪系统，通过背景的手动或定时更新，方便区域更新的调试并可适应区域光线、背景的变化。设计以FPGA芯片为核心器件。在FPGA中，除了用于提取有效视频的视频提取模块和用于VGA控制的VGA控制模块以外，核心部分的设计分为三条支路，

2、分别为跟踪算法支路、视频缓存支路、参数显示支路等。跟踪算法支路包括中值滤波模块、背景更新模块、背景差值模块、图像开操作模块、目标二值统计模块和运动参数计算模块；视频缓存支路包括两个异步FIFO、去隔行模块、插值转换模块、形心跟踪模块等；运动参数译码支路包含一个运动参数译码模块，将CPU送出的运动参数信息转换为相应字符的RGB点阵信息送给VGA显示。除外部必需的硬件设备外，整个设计利用Verilog硬件描述语言设计电路，在FPGA中以快速、灵活的硬件形式实现系统。设计过程利用SynplifyPro作为综合工具、Modelsim作为仿真工具、QuartusII作为布局布线

3、与下载工具、MATLAB作为理论仿真的辅助工具和仿真数据、验证激励数据的生成工具。设计以单片FPGA为平台实现了视频数据的提取、缓存、转换、算法处理、参数计算、目标跟踪显示等功能。实验结果表明，论文所设计的系统能够对变化背景中的运动目标实现准确跟踪。关键词：目标跟踪，FPGA，背景更新，视频处理，VerilogHDL背景可更新的目标跟踪系统设计江苏大学硕士学位论文ABSTRACTAccompanyingwiththefastdevelopmentoftechnologiesofintelligentvideosurveillance，precisionguidance

4、，human—computerinteractionandmedicaldiagnosisetc，researchondetectingandtrackingofmovingobjectsaregettingmoreandmoreactive．CurrentObjectTrackingSystems(OTS)arenumerouslybasedontheCamera—PCarchitecture,whosedevelopmentisrestrictedbyitslimitationsofslowprocess，badenvironmentaladaptability,

5、agreatdealofvideodatatransmissionandprocessingrequirements．Aimingatobjecttrackingunderspecificsupervisionarea,thispaperdesignedallFPGAbasedbackgroundrenewableobjecttrackingsystem．Throughmanualtriggerortimingtrigger，thissystemCanbeeasytodebugandisadjusttothevarietyofdistrictlightandbackg

6、round．FPGAchipisthecorepartofthisdesign．InFPGA，exceptfortheVideoExtractingModuleandtheVGAControllingModule，thecorepartofthedesignisdividedintothreebranches，includingTrackingAlgorithmBranch(TAB)，VideoCacheBranch(VCB)andParameterDisplayBranch(PDB)．TABcontainsmedianfiltermodule，backgroundr

7、enewalmodule，backgroundsubtractionmodule，imageopenmodule，targetbinarystatisticsmoduleandparametersdisplaymodule．VCBincludestwoasynchronousFIFO，de-interlacemodule，insertion&convertionmodule，centroidtrackingmodule．PDBonlyownsaparameterdisplaymodule，whichreceivestheparametersofmov