基于DSP+FPGA的高清图像跟踪系统研制

摘要

目标识别与跟踪技术是目前图像处理研究的重点方向，在军事和民用领域中具有广泛的应用价值，如精确制导武器、导弹飞机预警等军事领域，如交通管理、刑事侦查等民用领域。其中，如何在复杂的背景中，提取、识别与跟踪特定目标更是急需解决的问题。本文介绍了国内外图像跟踪系统的研究现状与发展趋势、图像跟踪系统的基本组成与工作原理、详细功能和性能要求，设计了基于DSP+FPGA的图像跟踪系统并进行了实验验证，主要工作包括： 1）本文设计的图像跟踪系统主要由图像跟踪电路、通讯控制电路和视频接口电路组成，以高速DSP+FPGA为处理核心，建立高性能视频跟踪和通信处理平台，完成视频图像数据的采集、处理、字符叠加和输出功能，实现对感兴趣目标的实时跟踪，以及与其它组件的通讯控制等功能。文中给出了硬件电路的原理图与详细设计方法。 2）图像跟踪系统的软件设计采用双DSP工作模式，DSP-1主要承担图像跟踪算法、可疑目标检测以及跟踪目标位置信息输出任务，实时性要求较高；DSP-2主要承担通讯控制以及辅助字符控制等实时性要求不高的任务。 3）实现了海面可疑弱小目标报警功能，采用Top-Hat检测算法和历史运动轨迹信息，提高检测率，降低虚警率；实现地面目标跟踪功能，采用频域跟踪算法，能够有效的解决遮挡、背景干扰等问题。 在实际飞行中多次进行可疑目标检测、地面目标跟踪实验。实验结果表明，本文设计的图像跟踪系统工作稳定，目标跟踪能力和抗干扰能力强，满足系统功能和性能要求。

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