基于fpga的图像识别与跟踪系统设计

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1、河北大学硕士学位论文基于FPGA的图像识别与跟踪系统设计姓名：王飞申请学位级别：硕士专业：检测技术与自动化装置指导教师：赵晓军2011-05Abstract摘要摘要在图像处理领域，图像识别与跟踪是ー项困难而关键的技术。这项技术被广泛的应用到军事、エ业等领域。图像识别跟踪算法可以用软件或者硬件来实现。出于对成本的考虑，一般用软件来实现图像处理的大部分操作，但在实时高速、高分辨的处理情况下，采用硬件处理是ー个必然选择。随着嵌入式技术的发展，图像识别与跟踪系统越来越向低成本、低功耗、小型化发展。所以本设计

2、采用硬件方法实现图像识别跟踪系统。采用硬件实现的主要方案包括：专用的集成图像处理芯片、DSP数字信号处理器或者FPGA配合相关电路组成。相比较其他设计方案，利用FPGA芯片丰富的硬件资源和硬件可重构性，可以大大提高图像识别跟踪系统的灵活性和通用性。课题围绕智能跟踪系统，对目标物体的图像识别和跟踪系统的硬件和软件算法实现进行了探讨，构建了基于FPGA的图像识别跟踪系统设计方案，充分利用FPGA的并行处理速度、便捷的开发流程，并支持在线编译调试等特点，使的图像识别和跟踪系统的成本降低，减短了开发周期并能

3、够使跟踪速度满足实时要求。结合硬件电路设计的技术方案，设计并实现了基于FPGA的图像跟踪系统硬件电路，并对涉及到的关键技术进行深入的研究，其中包括图像采集模块电路、图像存储模块电路以及显示部分硬件电路的设计。本文分析了FPGA设计流程，完成了各控制模块软件设计，实现了图像采集、顔色信息转换、图像信息存储和显示功能。图像处理部分采用Sobel边缘检测算法实现图像的识别，并结合目标物体顔色信息实现目标物体的跟踪显示。实验证明了本系统，完成了目标物体的识别和跟踪。关键词FPGA嵌入式图像跟踪Sobel边缘

4、检测#AbstractAbstractInimageprocessing,imagerecognitionandtrackingaredifficultandcriticaltechnologies.Thistechnologyiswidelyappliedtomilitary,industrialandotherfields.Imagerecognitionandtrackingalgorithmscanbeimplementedinsoftwareorhardware.Outofcostcons

5、iderations,manyimageprocessingsystembeimplementedwitchsoftwaremethods,butinhigh-speedreal-timesystemsandtheprocessingofhigh-resolutionsystems,usinghardwaremethodstoprocessimageisaninevitablechoice.Withthedevelopmentofembeddedtechnology,imagerecognition

6、andtrackingtechnologytobecomealow-cost,lowpower,smallsizesystem.Sothispaper,weusethehardwaremethodtodesigntheImageRecognitionandTrackingSystem.Therearethreewaystoachievethesystemwitchhardwaremethod:theintegrationofspecializedimageprocessingchip,DSPdigi

7、talsignalprocessororFPGAwiththerelevantcircuit.Comparethesemethods,FPGAchiphasrichhardwareresourcesandhardwarereconfiguration.Therecognitionandtrackingsystemcangreatlyimprovetheflexibilityandversatility,whenusetheFPGAchip.Thispaperfocusesonintelligentt

8、rackingsystem,andresearchthesystemhardwareandsoftwarealgorithmsofthetargetobjectidentificationandtrackingsystem.WebuildaimagerecognitionandtrackingsystembasedonFPGA,fullusethehigh-speedofFPGAparallelprocessingandeasedevelopmentprocess.A