基于FPGA的動態(tài)背景分割系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、對圖像事件的自動理解是視頻監(jiān)控的最終目標(biāo)，而視覺系統(tǒng)背景模型的建立是實現(xiàn)這一目標(biāo)的基石。國內(nèi)外學(xué)者對背景建模進(jìn)行了大量的理論和實踐研究，取得了較好的成果和進(jìn)展。本文以實際應(yīng)用為前提，結(jié)合理論研究，構(gòu)建FPGA視覺系統(tǒng)平臺，對一些經(jīng)典背景建模算法進(jìn)行研究和改進(jìn)，并應(yīng)用于視覺系統(tǒng)，達(dá)到較好的分割效果。
　　 系統(tǒng)采用Altera公司的CycloneⅣ芯片的DE2-115開發(fā)板，結(jié)合Altera公司提供的IP核和圖像處理算法IP核，并

2、整合了NiosⅡ處理器來運(yùn)行本文改進(jìn)的算法。實驗表明視覺系統(tǒng)能夠較好的構(gòu)建出背景模型，室內(nèi)外檢測效果良好，能較好區(qū)分出運(yùn)動前景和動態(tài)背景，適應(yīng)于復(fù)雜的場景。在分辨率為320*240和主頻50MHz的條件下，雙核系統(tǒng)能達(dá)到1.87幀/秒的速度。
　　 本文主要研究內(nèi)容如下：
　　 1、分析非參數(shù)和參數(shù)背景建模算法。參數(shù)模型中對高斯背景建模模型進(jìn)行了分析，非參數(shù)模型中對核密度背景建模模型進(jìn)行了分析。簡化核密度背景建模算法，通

3、過對像素點的量化劃分和在線學(xué)習(xí)完成近似的核密度估計，替代傳統(tǒng)KDE模型中需考慮像素點在觀察時間段內(nèi)所有特征值缺點，大幅度降低了算法的運(yùn)算復(fù)雜度，降低了模型復(fù)雜度，使其較好的適合于本文的視覺系統(tǒng)平臺。
　　 2、搭建FPGA動態(tài)背景分割視覺系統(tǒng)平臺。平臺包括DE2-115開發(fā)板、DE5CMOS攝像頭采集模塊、VGA顯示輸出模塊等。實現(xiàn)了視頻采集、格式變換、縮放裁剪、改進(jìn)算法的背景建模處理、圖像VGA輸出等。
　　 3、系統(tǒng)