基于FPGA的复杂背景下多目标的实时检测与跟踪

来源 :济南大学 | 被引量 : 12次 | 上传用户:meal09
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
近年来,随着电子技术和视频图像处理技术的进步,将二者完美结合起来的智能视频监控在越来越多的行业得到广泛的应用。在视频监控技术中,多移动目标的检测是最关键的一环。对视频中移动目标的检测,是数字视频图像处理的一个重要研究领域,在机器视觉、车辆检测、人机交互、目标识别和跟踪等领域都有着十分重要的地位。因此,对移动目标实现快速、准确、有效的检测有着非常重要的价值和意义。在此背景下,科研工作者提出了许多移动目标检测的算法,比较流行的目标检测算法有三种:帧间差分法、背景差分法和光流法。目前,这三种算法研究已经逐步成熟,很多都在PC机上软件实现,并且取得了良好的效果。但基于PC机的视频监控系统成本高,在一些布线困难的特殊场合使用也受到限制。针对这一情况,科研人员希望能用嵌入式的设计方案解决这个问题。随着超大规模集成电路的发展,特别是千万门级别FPGA(Field Programmable GateArray,现场可编程逻辑门阵列)芯片的出现,其丰富的逻辑资源和高速的运算能力,特别适用于视频图像处理这样大规模数据的存储和运算。FPGA的出现,为智能视频监控行业的发展带来了新的春天。本文以FPGA为核心处理器,设计出一个在复杂静态背景下进行多移动目标的实时检测与跟踪的系统。系统在检测跟踪到移动目标时能够及时报警,论文对系统硬件平台的搭建和软件算法的实现过程都做了详细的论述。系统实验表明,在复杂静态背景下,该系统能够实时检测移动目标,并能及时地跟踪目标。系统的硬件平台主要包括视频采集模块、视频预处理模块、移动目标检测与跟踪模块、SDRAM存储模块、VGA显示模块、音频解码模块。视频采集模块负责从摄像头录入模拟视频,并将其转化为数字视频;视频的预处理模块负责将数字视频解码,并将其转化为RGB格式数据;移动目标检测与跟踪模块负责对视频中的移动目标进行检测与跟踪;SDRAM存储模块负责片外数据的缓存,用于视频解交织和背景差分法检测移动目标;VGA显示模块负责将视频的处理结果通过VGA接口在显示器上显示;音频解码模块负责在系统检测到移动目标时,产生报警信号,触发系统报警。通过各个模块协同工作,构建出一个基于FPGA视频图像处理的硬件平台,为下一步的开发研究提供了便利。系统的硬件平台、以及在硬件平台上实现的背景差分法、跟踪算法和其他算法均用Verilog HDL硬件描述语言设计完成。系统在Quartus II9.0软件平台下开发,并在Modelsim SE6.4软件平台下完成仿真。与传统的基于PC机的视频监控系统相比,该系统的成本更低,后续设计更加灵活,更易于维护和升级。本系统应用在复杂静态背景的场景中,具有良好的效果;但对于诸如风中的树林、草丛以及水波等动态背景的场景还不适用,这也是课题组下一步研究的方向和目标。
其他文献
随着物联网技术的发展,作为物联网的基本构成单元和一种重要应用,智能家居系统成为了人们关注的焦点。面对巨大商机,各个智能家电厂商纷纷推出了自己的面向物联网的智能家电终端
为了保证变压器等电气设备在生产运营过程当中正常健康的运行,对其运行状态进行实时在线监测是非常必要的。基于振动波谱的变压器状态监测技术目前已成为变压器状态监测研究的新课题,该方法通过对采集到的变压器油箱表面的振动信号进行分析,提取出能够精确表征变压器振动状态的特征参数,用以完成对变压器振动状态的监测。本文首先对变压器上不同测点信号间频谱成份的相关性进行了深入研究,对不同情况下测点间的信号应用交叉小波
正交频分复用(OFDM)技术作为下一代通信网络的主要调制技术,有着良好的抗干扰性能以及更高的频谱利用率,而在其基础上发展的多址技术——正交频分多址(OFDMA)技术,成为第四代
随着新一代无线通信技术的不断演进和成熟,高速的传输速率和丰富的多媒体应用,对智能手机的性能和功耗提出了更高的要求,因此省电技术成为目前研究工作的关键。同时,基于虚拟技术
在现代通信技术中,人类语音是最重要、最基本的交流媒介并将成为未来人机交互的主要手段。由于考虑到传输效率、耗费成本、占用的物理信道、存储空间等因素,人们总希望在保证较
目前BSS系统中计费账务子系统,较好的支撑了新业务的发展,己经具备了基于CDR的准实时计费功能,但基于CDR的准实时计费功能的实现主要采用离线计费方式,这种计费方式计费信息无法
本文首先介绍MPEG2视频加密的概念及视频加密技术的性能要求,并综述了当前视频加密的发展状况。其次介绍了四类常规视频加密算法,并结合MPEG2的编码标准、层次的分析和解码的过
进入信息化时代后,许多企业和组织机构纷纷部署自己的信息系统。主要的方法是独立购买相应的计算机硬件设备和软件系统,然后组织专门部门和技术人员负责部署、管理和维护。这种
协作分集是利用源节点和周围一个或多个相邻节点组成的分布式虚拟多天线系统,它能够克服无线通信系统信道多径衰落的影响。自适应调制与编码(AMC)技术是以数据传输速率与误码
手语是聋哑人进行信息交流的最自然的方式。过去,聋哑人主要依靠文字短信方式进行移动通信,但文字交流的速度受限于打字能力,并且聋哑人理解文字信息的速度比理解手语信息的