基于DSP和CPLD的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)跟蹤系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn).pdf

1、目標(biāo)跟蹤技術(shù)在軍事、國(guó)防、工業(yè)過程控制、醫(yī)學(xué)研究、交通監(jiān)控、飛機(jī)導(dǎo)航等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。目前，運(yùn)動(dòng)目標(biāo)跟蹤算法已有很多積累，但多數(shù)算法運(yùn)算量大，硬件實(shí)現(xiàn)復(fù)雜且成本高。數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)具有強(qiáng)大的數(shù)字信號(hào)處理能力，經(jīng)過多年發(fā)展，眾多高性價(jià)比產(chǎn)品為動(dòng)態(tài)圖像處理算法的硬件實(shí)現(xiàn)提供了強(qiáng)大的支撐。 本文將介紹一種基于DSP和CPLD的高性能低成本運(yùn)動(dòng)目標(biāo)識(shí)別和跟蹤系統(tǒng)。文中給出了系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程，基于TMS320VC33和EPM30

2、64A的軟硬件設(shè)計(jì)方案，以及各模塊仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果。根據(jù)運(yùn)動(dòng)圖像序列中相鄰幀圖像共同背景之間具有很大相關(guān)性的特點(diǎn)，系統(tǒng)采用基于傅立葉變換的相位相關(guān)法作為主體算法實(shí)現(xiàn)對(duì)相鄰圖像幀運(yùn)動(dòng)背景的配準(zhǔn)，同時(shí)輔以配準(zhǔn)窗口的自適應(yīng)選擇、歸一化預(yù)處理等一系列與主體算法配合良好的預(yù)處理和自適應(yīng)后處理算法，達(dá)到精確快速確定運(yùn)動(dòng)目標(biāo)偏移量、跟蹤運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的目的。系統(tǒng)硬件主要由視頻解碼模塊、圖像采集和格式轉(zhuǎn)換模塊、存儲(chǔ)模塊、DSP核心模塊、串行通信接口模塊、電源模

3、塊等幾部分組成，其中DSP模塊是其核心，主要由高性能浮點(diǎn)DSP芯片TMS320VC33組成。視頻解碼模塊和圖像采集和格式轉(zhuǎn)換模塊分別由飛利浦公司的SAA7111A和ALTERA公司的EPM3064A組成，兩者結(jié)合可以產(chǎn)生不同格式數(shù)字圖像，以滿足不同跟蹤精度和跟蹤環(huán)境的需要。通過對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行軟件仿真和硬件實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該系統(tǒng)對(duì)目標(biāo)偏移量的計(jì)算可以精確到1個(gè)像素，處理一幀圖像的時(shí)間小于100ms，運(yùn)算速度上完全滿足了項(xiàng)目提出的120