本文關(guān)鍵詞：基于SoC系統(tǒng)的運動目標(biāo)的檢測與跟蹤，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著圖像感知技術(shù)以及圖像處理技術(shù)的不斷成熟,人們在圖像中獲得的信息越來越豐富,這使得圖像處理技術(shù)廣泛應(yīng)用于日常生產(chǎn)生活的各個領(lǐng)域。但是視頻圖像包含的信息數(shù)據(jù)量巨大,分析它所需要的圖像處理算法的復(fù)雜度也越來越高,所以圖像處理系統(tǒng)對于實時性的要求越發(fā)顯著。運動目標(biāo)的檢測與跟蹤是計算機視覺中重要的研究方向之一,對實時性要求比較高,圖像處理速度是最關(guān)鍵的因素。基于FPGA與ARM的異構(gòu)片上系統(tǒng)(So C)具有體積小、功耗低、速度快等許多優(yōu)點,在圖像處理中有著廣闊的應(yīng)用前景。本論文所采用的So C對圖像的處理可以實現(xiàn)與軟件處理相同的結(jié)果,這就驗證了我們用硬件實現(xiàn)圖像處理的可行性。本課題采用Xilinx公司推出的Zynq-7000系列So C作為圖像處理器,可搭建linux操作系統(tǒng),系統(tǒng)主要由圖像數(shù)據(jù)采集、圖像處理、圖像緩存以及圖像顯示模塊組成。在圖像處理模塊的設(shè)計中,采用流水線結(jié)構(gòu)優(yōu)化算法,提高圖像處理模塊的性能;并封裝成符合AXI協(xié)議接口的IP核,將圖像的行列長度、數(shù)據(jù)位寬等參數(shù)預(yù)留出相應(yīng)的寄存器,這樣設(shè)計完成的圖像處理模塊可以方便重復(fù)利用。在圖像采集與處理系統(tǒng)完成的基礎(chǔ)上實現(xiàn)了運動目標(biāo)的檢測與跟蹤,使運動的物體保持在采集畫面的中心。運動目標(biāo)的跟蹤采用軟硬件協(xié)同的方法完成,邏輯單元主要負責(zé)圖像數(shù)據(jù)實時處理,片上系統(tǒng)主要實現(xiàn)對于控制率的計算以及舵機控制。我們選擇顏色作為運動目標(biāo)的主要特征,在HSV色彩空間中采用閾值分割的方法提取出運動目標(biāo),并不斷對檢測的顏色模板進行更新,然后進行形態(tài)學(xué)處理,確定運動目標(biāo)。采用形心跟蹤的算法實現(xiàn)運動目標(biāo)的跟蹤,為了降低被誤識別的像素點對形心計算的干擾,我們對識別到的像素加權(quán)值,距離當(dāng)前形心越遠的像素點給予的權(quán)重越小。為了實現(xiàn)將運動的目標(biāo)物體始終保持在采集畫面中心這一目的,我們將計算出的形心坐標(biāo)與屏幕中心坐標(biāo)的差值通過PID控制計算舵機所需轉(zhuǎn)動的角度信息,并與舵機反饋的當(dāng)前位置信息融合,生成驅(qū)動舵機轉(zhuǎn)動的PWM波,最終實現(xiàn)對目標(biāo)物體的穩(wěn)定跟蹤。
【關(guān)鍵詞】：SoC IP核 目標(biāo)檢測 目標(biāo)跟蹤 圖像處理
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TP391.41
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第1章 緒論9-15
• 1.1 課題來源9
• 1.2 課題研究的目的及意義9-10
• 1.3 國內(nèi)外相關(guān)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀10-14
• 1.3.1 目標(biāo)跟蹤系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀11-12
• 1.3.2 目標(biāo)跟蹤特征發(fā)展現(xiàn)狀12-13
• 1.3.3 目標(biāo)跟蹤算法發(fā)展現(xiàn)狀13-14
• 1.4 本文的主要研究內(nèi)容14-15
• 第2章 SOC系統(tǒng)方案論證與設(shè)計15-24
• 2.1 系統(tǒng)功能需求15
• 2.2 系統(tǒng)總體設(shè)計15-23
• 2.2.1 SOC系統(tǒng)設(shè)計流程16-18
• 2.2.2 硬件平臺18-21
• 2.2.3 軟硬件之間的通信實現(xiàn)21-23
• 2.3 本章小結(jié)23-24
• 第3章 視頻圖像采集與顯示的硬件實現(xiàn)24-34
• 3.1 采集與顯示的總體設(shè)計24
• 3.2 視頻圖像采集模塊24-27
• 3.2.1 視頻信號接收25
• 3.2.2 OV7725初始化配置25-27
• 3.3 圖像格式轉(zhuǎn)換模塊27-29
• 3.3.1 鄰域模板的實現(xiàn)27-29
• 3.3.2 線性差值算法實現(xiàn)29
• 3.4 DDR3 SDRAM緩存模塊設(shè)計29-32
• 3.4.1 DDR存儲控制器30
• 3.4.2 VDMA傳輸實現(xiàn)30-32
• 3.5 視頻顯示模塊32-33
• 3.6 本章小結(jié)33-34
• 第4章 目標(biāo)檢測與跟蹤的硬件部分實現(xiàn)34-49
• 4.1 目標(biāo)檢測與跟蹤總體設(shè)計34-35
• 4.2 圖像預(yù)處理35-42
• 4.2.1 中值濾波的實現(xiàn)35-38
• 4.2.2 色彩空間轉(zhuǎn)換的實現(xiàn)38-42
• 4.3 顏色檢測的實現(xiàn)42-44
• 4.3.1 顏色提取42
• 4.3.2 顏色識別42-44
• 4.4 形態(tài)學(xué)處理44-46
• 4.4.1 腐蝕的硬件實現(xiàn)45-46
• 4.4.2 膨脹的硬件實現(xiàn)46
• 4.5 形心計算的算法設(shè)計46-47
• 4.6 本章小結(jié)47-49
• 第5章 系統(tǒng)軟件平臺實現(xiàn)49-56
• 5.1 舵機跟蹤的實現(xiàn)49-52
• 5.1.1 舵機轉(zhuǎn)角計算50-51
• 5.1.2 舵機控制算法51-52
• 5.2 構(gòu)建嵌入式Linux系統(tǒng)52-54
• 5.3 實驗與分析54-55
• 5.4 本章小結(jié)55-56
• 結(jié)論56-57
• 參考文獻57-63
• 致謝63

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 侯志強;韓崇昭;;視覺跟蹤技術(shù)綜述[J];自動化學(xué)報;2006年04期

  本文關(guān)鍵詞：基于SoC系統(tǒng)的運動目標(biāo)的檢測與跟蹤，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號：326271