基于分割的圖像目標(biāo)跟蹤算法FPGA實(shí)現(xiàn)研究與設(shè)計(jì).pdf

1、隨著信息技術(shù)的發(fā)展，圖像目標(biāo)跟蹤技術(shù)已成為計(jì)算機(jī)視覺領(lǐng)域的重要課題，目前被廣泛應(yīng)用于軍事、安全、工業(yè)和生物醫(yī)學(xué)等各種領(lǐng)域。但是隨著需求的不斷增加，圖像目標(biāo)跟蹤技術(shù)也面臨越來越多的難點(diǎn)，如實(shí)時(shí)處理、魯棒性、精確度、旋轉(zhuǎn)攝像頭采集到的圖像目標(biāo)跟蹤等等。基于以上問題，本論文提出了一種基于分割的圖像目標(biāo)跟蹤算法的FPGA實(shí)現(xiàn)。
　　對(duì)于圖像處理算法實(shí)現(xiàn)的主流方式計(jì)算機(jī)和DSP來說，圖像處理算法的FPGA實(shí)現(xiàn)具有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)，一是硬件算法實(shí)

2、現(xiàn)較之軟件算法實(shí)現(xiàn)可以發(fā)揮硬件所固有的快速特性;二是FPGA可以實(shí)現(xiàn)并行處理和流水線的方式;三是不同的操作過程是并行的等等。
　　本論文的主要貢獻(xiàn):一是通過算法到硬件電路的映射，完成了基于分割的圖像目標(biāo)跟蹤算法的FPGA實(shí)現(xiàn)，二是將該算法移植到DSP上，針對(duì)同一樣本對(duì)算法的軟件實(shí)現(xiàn)(DSP)和硬件實(shí)現(xiàn)(FPGA)在處理速度、寄存器數(shù)量等方面進(jìn)行對(duì)比。
　　本論文首先引入了局部興奮全局抑制振蕩網(wǎng)絡(luò)的圖像分割算法，LEGION，

3、該算法基于視覺皮層的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)機(jī)制原理，即一個(gè)興奮狀態(tài)的神經(jīng)元可以激勵(lì)起與其相似的一片區(qū)域的神經(jīng)元，而其他神經(jīng)元處于靜默狀態(tài)。該算法具有魯棒性好，精確度高的優(yōu)點(diǎn)，最重要的是振蕩網(wǎng)絡(luò)中的所有網(wǎng)絡(luò)單元均可并行處理，非常適合于使用FPGA實(shí)現(xiàn)該算法。論文對(duì)算法進(jìn)行了分析和驗(yàn)證，提出了基于該算法的FPGA邏輯模塊劃分和設(shè)計(jì)，將數(shù)字電路分為連接權(quán)重計(jì)算模塊、振蕩發(fā)起者判斷模塊和圖像分割網(wǎng)絡(luò)模塊三部分，并分別用FPGA實(shí)現(xiàn)了這三個(gè)模塊，其仿真結(jié)果與預(yù)