基于FPGA的視頻跟蹤與編碼系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)與跟蹤技術(shù)在視覺監(jiān)控、工業(yè)檢測(cè)等領(lǐng)域中得到了廣泛應(yīng)用。運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)與跟蹤的處理速度一直都是系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的難點(diǎn)，對(duì)跟蹤后的視頻進(jìn)行壓縮編碼與存儲(chǔ)也非常重要。本設(shè)計(jì)采用FPGA平臺(tái)，利用其并行處理機(jī)制和強(qiáng)大的運(yùn)算能力來提高系統(tǒng)的處理速度和性能。
　　通過查閱大量相關(guān)國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)期刊，嵌入式系統(tǒng)大都利用軟件實(shí)現(xiàn)檢測(cè)與跟蹤的核心算法，由于數(shù)據(jù)量與運(yùn)算量巨大，基本無法滿足實(shí)時(shí)性，且處理后的視頻不能實(shí)時(shí)存儲(chǔ)和回放。因此，本文提出一種基于

2、FPGA的視頻跟蹤與編碼系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，利用硬件并行實(shí)現(xiàn)各個(gè)部分，使得處理速度得到了極大改善并且更好的滿足了系統(tǒng)要求。
　　本文通過搭建視頻跟蹤與編碼系統(tǒng)的硬件平臺(tái)和軟件系統(tǒng)，將系統(tǒng)劃分成模塊進(jìn)行設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。通過D5M攝像頭采集視頻圖像，轉(zhuǎn)換成RGB格式緩存于SDRAM中，實(shí)現(xiàn)視頻采集;通過圖像預(yù)處理，形態(tài)學(xué)濾波，幀間差分獲取運(yùn)動(dòng)目標(biāo)區(qū)域，實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)檢測(cè)，并利用形心跟蹤法對(duì)目標(biāo)進(jìn)行跟蹤;將檢測(cè)與跟蹤處理后的RGB圖像進(jìn)行MJPEG視

3、頻編碼，封裝成AVI視頻流，實(shí)現(xiàn)視頻編碼;調(diào)用現(xiàn)有的SD卡控制器并采用SD總線模式的4線模式，實(shí)現(xiàn)視頻流的實(shí)時(shí)存儲(chǔ);通過VGA顯示器實(shí)時(shí)顯示運(yùn)動(dòng)檢測(cè)與跟蹤結(jié)果。同時(shí)，以NIOSⅡ軟核處理器作為控制核心，實(shí)現(xiàn)以上模塊間的調(diào)度。最后，整個(gè)系統(tǒng)在友晶公司的DE2-115開發(fā)平臺(tái)上驗(yàn)證實(shí)現(xiàn)。
　　經(jīng)測(cè)試證明，本系統(tǒng)處理320×240大小RGB圖像的速度為25幀/秒，實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)檢測(cè)與跟蹤，正確率達(dá)到90％以上;設(shè)計(jì)的視頻編碼IP核，工作在2