[发明专利]一种基于FPGA的背景差分法目标检测跟踪系统及方法

摘要

一种基于FPGA的背景差分法目标检测跟踪系统，包括FPGA、SD卡、LED指示灯、DDR2SDRAM，两个七段数码管，LTM显示屏，还包括嵌入FPGA中的在SOPCbuilder环境下以AVLON总线为标准集成的视频检测跟踪的最小系统，主要针对静态场景中的运动物体的检测与跟踪，通过SD卡读取AVI格式视频文件，将读取视频转换成多帧图像，以图像为基础进行视频检测和跟踪的处理，获得待跟踪的运动目标，通过LTM显示屏对跟踪的结果进行显示。系统采用FPGA平台，具有很强的并行性，提高了运算速度；本发明方法具有良好的跟踪效果和适应性，所选的粒子滤波算法适用于非线性非高斯动态模型，接近真实场景，适应性强，跟踪准确率好。

主权项

一种基于FPGA的背景差分法目标检测跟踪系统，包括FPGA、SD卡、LED指示灯、DDR2 SDRAM，两个七段数码管，LTM显示屏，其特征在于：还包括嵌入FPGA中的在SOPC builder环境下以AVLON总线为标准集成的视频检测跟踪的最小系统；所述SD卡存储AVI格式视频数据，SD卡的输出引脚连接FPGA的输入引脚，LTM显示屏与FPGA的输出引脚连接，用于显示视频跟踪结果，DDR2 SDRAM输入引脚与FPGA的输出引脚连接，两个七段数码管分别与FPGA的输出引脚连接；所述LED指示灯和七段数码管均用于程序调试及状态显示；所述在SOPC builder环境下以AVLON总线为标准集成的视频检测跟踪的最小系统包括数据输入模块、运动检测模块、目标跟踪模块、Nios II软核处理器模块、数据缓存模块和LTM控制器模块；所述数据输入模块读取SD卡中存储的视频数据信息，送至运动检测模块采用背景差分法获得运动目标的参数信息，确定运动物体的大小以及坐标，得出目标区域，目标跟踪模块以目标区域的颜色作为跟踪特征，利用粒子滤波算法实现目标的跟踪，Nios II软核处理器模块控制和协调各个模块，对视频数据进行运动检测以及目标跟踪处理，调用LTM控制器模块IP核，将处理后的图像数据显示在LTM液晶屏上，数据缓存模块实现DDR2中256MB空间作为系统运行的系统存储环境；LTM控制器模块是依据Avalon总线接口规范开发设计LTM显示器IP核，通过LTM显示器显示处理的结果。