基于FPGA的運(yùn)動目標(biāo)檢測與跟蹤系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、隨著電子技術(shù)的快速發(fā)展，計算機(jī)的性能得到了極大的提高，基于視頻的目標(biāo)檢測與跟蹤技術(shù)成為計算機(jī)視覺領(lǐng)域中最主要的研究方向之一，它是智能視頻監(jiān)控、人機(jī)交互、移動機(jī)器人視覺導(dǎo)航等應(yīng)用的基礎(chǔ)和關(guān)鍵技術(shù)。在科學(xué)研究和工程應(yīng)用上都有十分誘人的前景。
　　本文設(shè)計了一套基于FPGA的應(yīng)用于背景靜止視頻序列的運(yùn)動目標(biāo)檢測與跟蹤系統(tǒng)，采用Altera公司的DE2—70開發(fā)板作為硬件平臺，配合以TRDB_D5M圖像傳感器對環(huán)境進(jìn)行實時監(jiān)控，當(dāng)監(jiān)控環(huán)境

2、內(nèi)有運(yùn)動目標(biāo)發(fā)生時，系統(tǒng)將通過DE2_70開發(fā)板上綠色LED燈和LCD顯示來進(jìn)行報警，同時，在VGA上實時顯示運(yùn)動目標(biāo)跟蹤的效果，并通過矩形框?qū)δ繕?biāo)進(jìn)行標(biāo)識。
　　整個系統(tǒng)采用軟件和硬件協(xié)同設(shè)計的方式實現(xiàn)。硬件方面:首先，在系統(tǒng)總體需求分析的基礎(chǔ)上，設(shè)計和實現(xiàn)了圖像采集輸入模塊，SDRAM緩存模塊和運(yùn)動目標(biāo)檢測模塊;其次，利用SOPC Builder搭建運(yùn)動目標(biāo)跟蹤模塊;最后用QuartusⅡ構(gòu)建整個硬件系統(tǒng)。軟件方面:在Nios

3、Ⅱ IDE環(huán)境下采用C語言對跟蹤算法進(jìn)行了編程并調(diào)試。算法方面:通過對相關(guān)算法的理論研究及在MATLAB平臺進(jìn)行仿真分析，提出了基于邊緣檢測的三幀差分運(yùn)動目標(biāo)檢測算法，此算法簡單，計算量小，適用于實時處理系統(tǒng)。此外，本文采用了卡爾曼濾波算法和基于直方圖的匹配算法實現(xiàn)對運(yùn)動目標(biāo)的跟蹤。
　　經(jīng)過一段時間的調(diào)試和運(yùn)行，系統(tǒng)的檢測與跟蹤的平均正確率達(dá)到90％以上，此測試結(jié)果表明，系統(tǒng)達(dá)到了預(yù)期效果，運(yùn)行穩(wěn)定，實現(xiàn)了設(shè)計要求，具有廣泛的應(yīng)