基于FPGA的目標(biāo)識(shí)別與動(dòng)態(tài)跟蹤技術(shù)研究.pdf

1、計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)在近幾年來(lái)得到了迅猛的發(fā)展，已經(jīng)在軍用和民用方面得到了廣泛的應(yīng)用。如何正確的識(shí)別和跟蹤目標(biāo)是其中的一項(xiàng)重要技術(shù)。本文對(duì)目標(biāo)識(shí)別方法和基于模板匹配的跟蹤算法進(jìn)行了詳細(xì)的研究，在實(shí)現(xiàn)導(dǎo)彈的精確末制導(dǎo)方面發(fā)揮了重要的作用。
　　首先，論文介紹了目標(biāo)識(shí)別與動(dòng)態(tài)跟蹤技術(shù)的研究現(xiàn)狀，并針對(duì)目標(biāo)識(shí)別和動(dòng)態(tài)跟蹤技術(shù)中所用到的圖像預(yù)處理方法進(jìn)行推導(dǎo)、性能比較，應(yīng)用環(huán)境分析，并將其在FPGA中實(shí)現(xiàn)性能驗(yàn)證。在此基礎(chǔ)上，完成了三種運(yùn)動(dòng)目標(biāo)

2、檢測(cè)方法的推導(dǎo)和適用范圍分析，并給出了利用各個(gè)算法完成運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)的效果對(duì)比、資源占用量對(duì)比和檢測(cè)時(shí)間對(duì)比。
　　其次，在目標(biāo)識(shí)別算法的基礎(chǔ)上，本文重點(diǎn)論述了基于模板匹配的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)跟蹤方法。首先本文研究了經(jīng)典的固定模板匹配算法，并實(shí)現(xiàn)其軟件仿真。同時(shí)，分析了固定模板匹配算法的缺點(diǎn)和影響其跟蹤精度的因素。針對(duì)由于運(yùn)動(dòng)目標(biāo)在實(shí)際運(yùn)動(dòng)中產(chǎn)生的遮擋或形變問(wèn)題導(dǎo)致的跟蹤結(jié)果漂移的問(wèn)題，提出了一種基于HASH感知和小波變換的目標(biāo)跟蹤算法，即利

3、用正交余弦變換得到圖像的HASH值作為模板更新的依據(jù)；同時(shí)利用小波變換得到的低頻區(qū)域子圖像進(jìn)行匹配搜索以減少計(jì)算量，提高匹配速度。實(shí)驗(yàn)證明，這種匹配算法在目標(biāo)存在旋轉(zhuǎn)、縮放等形變時(shí)能正確跟蹤目標(biāo)，并且在保證跟蹤精度的同時(shí)，提高跟蹤系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性。
　　最后，本文將目標(biāo)跟蹤算法在Spartan-3E系列FPGA硬件系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)，實(shí)驗(yàn)了基于模板匹配的目標(biāo)跟蹤算法在單一背景，復(fù)雜背景和存在干擾條件下的跟蹤效果。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明，該跟蹤系統(tǒng)在三種