[发明专利]一种基于FPGA的动态目标识别与实时跟踪系统

说明书

本发明涉及一种基于FPGA的动态目标识别与实时跟踪系统，包括用于实时采集图像的图像采集模块、用于更新并存储实时采集图像的图像库、图像处理模块、FPGA模块、分析模块和缓存模块，其中，图像处理模块用于对实时采集的图像进行预处理，得到处理后的实时图像；FPGA模块用于进行目标识别；分析模块用于进行目标跟踪和轨迹预测；缓存模块用于缓存数据并提供数据之间的相互交换。与现有技术相比，本发明基于FPGA技术，采用滤波二值化处理、层叠更新以及分布式缓存的方式，通过对实时采集的图像进行处理、目标识别、目标跟踪和轨迹预测，能够有效提高识别速度、降低识别误差、提高识别准确率，且能实现实时跟踪目标的目的。

技术领域

本发明涉及目标检测和追踪技术领域，尤其是涉及一种基于FPGA的动态目标识别与实时跟踪系统。

背景技术

动态目标检测和跟踪技术是近年来计算机视觉、图像处理、模式识别和人工智能等领域的研究热点，其中，基于计算机视觉的行人检测，由于其在车辆辅助驾驶系统中的重要应用价值，而被广泛应用于智能车辆领域，以及车站、机场等公共场所的目标搜索领域。现有的目标检测与跟踪通常需要借助图像识别技术，图像识别一般分为人脸识别与商品识别，人脸识别主要运用在安全检查、身份核验与移动支付中，商品识别主要运用在商品流通过程中，特别是无人货架、智能零售柜等无人零售领域。

图像的传统识别主要包括图像采集、图像预处理、特征提取和图像识别共四个过程，常用的图像采集方式是将新的图像覆盖删除原来的图像，并且为了保证数据的相互连通，图像预处理特征提取以及图像识别这几个功能都融合在同一个数据缓存器下进行，中国专利CN201910612549.9公开了一种图像识别方法、装置、计算机设备和存储介质，其通过计算机设备获取待处理图像；通过采用注意力机制的识别模型对待处理图像进行特征提取，得到用于表征多个局部特征的识别向量；最终对识别向量进行图像识别，得到识别结果，该专利能够提高对存在遮挡或者大角度拍摄等情况的图像识别的准确性，但没有解决从多个连续图像中准确识别出目标的问题。中国专利CN201910461306.X公开了一种跟踪目标对象的方法及装置，其通过控制摄像机切换到不同预置位，搜索切换后的预置位对应监控画面中是否存在目标，当搜索到目标时，对目标进行跟踪监控，该专利需要不停改变摄像机的位置以跟踪目标轨迹，实际上是一种被动、滞后的目标跟踪方式，容易丢失追踪目标。

综上所述，现有技术在识别动态目标时，通常存在识别误差大、识别准确率低、识别速度慢的问题，在跟踪动态目标时，则仅仅能够识别并跟踪轨迹，无法主动地实时跟踪目标。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于FPGA的动态目标识别与实时跟踪系统，以实现快速、准确识别动态目标，且能实时跟踪动态目标的目的。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种基于FPGA的动态目标识别与实时跟踪系统，包括图像采集模块、图像库、图像处理模块、FPGA模块、分析模块和缓存模块，所述图像采集模块、图像库和图像处理模块依次相连接，所述图像库还与FPGA模块相连接，所述图像处理模块的输出端连接至缓存模块的输入端，所述缓存模块分别与FPGA模块、分析模块双向连接，所述图像采集模块用于实时采集图像；

所述图像库用于更新并存储实时采集的图像；

所述图像处理模块用于对实时采集的图像进行预处理，得到处理后的实时图像；

所述FPGA模块用于对处理后的实时图像进行目标识别；

所述分析模块用于对处理后的实时图像进行目标跟踪和轨迹预测；

所述缓存模块用于缓存数据并提供数据之间的相互交换。

进一步地，所述图像库包括依次连接的更新处理单元和历史数据库，所述更新处理单元用于对历史数据库中已存储的图像进行更新，并创建实时采集的图像的读取路径。