高分辨率图像跟踪器中的FPGA设计与实现

摘要

图像跟踪技术是一种能实时地从图像信号中自动识别目标、提取目标位置信息、自动跟踪目标运动的技术，在现代军事中获得了广泛的应用。 高分辨率图像跟踪器采用模块化设计方法和并行处理技术，硬件结构由大规模FPGA和4片TMS320C6416T构成。选用高分辨率数字摄像机和VGA显示器，能提高目标图像的检测和跟踪精度，实现复杂背景下的目标跟踪。本文深入研究了高分辨率图像跟踪器中的FPGA设计和实现，包括图像数据包解析模块、图像处理帧存体控制器、图像显示帧存体控制器、VGA图像显示控制器、局部图像对比度增强模块、字符叠加模块和图像平滑滤波模块。 PCIExpress是第三代高性能IO总线。PCIExpress总线模块有两种设计方法，本文提出了一种基于PEX8311的PCIExpress总线模块实现方案，并设计了该模块的硬件结构。

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第一章绪论

1.1图像跟踪器概述与发展

1.2实时图像跟踪系统的基本原理

1.3图像跟踪器在现代军事中的应用

1.4论文的主要工作

第二章高分辨率图像跟踪器的硬件设计

2.1图像跟踪器总体设计

2.2图像跟踪器设计特点

2.3本章小结

第三章高分辨率图像跟踪器的FPGA设计

3.1 Verilog HDL简介

3.2 FPGA器件特点

3.3 EPlS30的逻辑设计

3.3.1图像数据包解析模块设计

3.3.2图像处理帧存体控制器设计

3.3.3图像平滑滤波模块设计

3.4 EP2S60的逻辑设计

3.4.1图像处理帧存体控制器设计

3.4.2图像显示帧存体控制器设计

3.4.3 VGA图像显示控制器设计

3.4.4局部图像对比度增强模块设计

3.4.5字符叠加模块设计

3.5本章小结

第四章PCI Express总线模块设计

4.1计算机总线技术的发展

4.2 PCI Express架构概述

4.3 PCI Express总线模块设计方法

4.3.1基于IP core的设计方法

4.3.2基于桥接芯片的设计方法

4.3.3 PEX8311的数据传输方式

4.4 PCI Express总线模块硬件结构

4.5本章小结

第五章结束语

致 谢

参考文献

作者在读期间的研究成果