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| 基于FPGA的运动目标跟踪系统的设计与实现 摘要 目标跟踪技术是机器视觉领域内研究的热点内容之一，被广泛应用于军事、航空、医学等各个领域。经过众多学者的研究，目标跟踪技术日趋成熟，跟踪算法多种多样，但是随着跟踪精度的提高，算法往往变得越来越复杂，满足不了系统实时性的要求。FPGA即现场可编程门阵列具有并行处理和流水线等优势，非常适合对复杂的跟踪算法进行硬件加速，所以将FPGA的应用于目标跟踪技术具有非常大的学术意义和工程实践价值。 本文通过分析各种目标检测以及跟踪算法的优劣，结合FPGA的硬件特性选用帧间差分法检测出运动目标,之后对检测出的目标采用模板匹配算法进行跟踪。但是传统的基于灰度的匹配算法对噪声较为敏感、匹配精度不高、匹配速度较慢，本文针对这些不足提出一种基于边缘特征的二级模板匹配算法，该算法将传统的全局匹配变为二级匹配，提高匹配速度；最后综合边缘特征和边缘梯度特征进行精确匹配。 为了检验算法的匹配效果，对本文算法在MATLAB平台上进行仿真，实验结果表明，本文算法相较传统的基于灰度的匹配算法抗噪能力更好，匹配精度更高。系统硬件开发平台为Altera公司的DE2-115开发板，视频采集系统为TRDB-D5M摄像头，该系统能够稳定的输出清晰的视频数据。检测与跟踪算法用Verilog硬件描述语言进行设计 ，在Quartus II13.0 的开发平台上对工程进行编译综合，最后用逻辑分析仪对系统分模块仿真，发现该系统能满足设计要求，匹配精度高，实时性好。 关键词： 目标检测，目标跟踪，FPGA，图像处理 |
