【摘要】：本文運(yùn)用FPGA高速處理圖像信息,根據(jù)目標(biāo)檢測(cè)技術(shù)和目標(biāo)跟蹤技術(shù),達(dá)到對(duì)目標(biāo)進(jìn)行定位和跟蹤的目的,這是應(yīng)用視覺(jué)研究領(lǐng)域中的一個(gè)重要課題。隨著當(dāng)今時(shí)代計(jì)算機(jī)和信息科技的不斷發(fā)展,機(jī)器視覺(jué)技術(shù)和目標(biāo)識(shí)別算法都越來(lái)越普及的應(yīng)用到了工業(yè)生產(chǎn)、醫(yī)療健康、軍事項(xiàng)目以及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中,機(jī)器視覺(jué)技術(shù)因?yàn)槠涓咚俣�、高�?shí)時(shí)性、高準(zhǔn)確率,而被廣泛關(guān)注,其技術(shù)特點(diǎn)主要取決于目標(biāo)識(shí)別算法的優(yōu)良性,算法中重要的部分為視頻圖像采集技術(shù)和視頻圖像處理技術(shù),這兩個(gè)部分設(shè)計(jì)的復(fù)雜程度決定了整個(gè)系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)效果,本文分析了很多資料的目標(biāo)識(shí)別算法,研究設(shè)計(jì)了一種更加符合復(fù)雜背景環(huán)境的圖像處理辦法。本文采用了模塊化的設(shè)計(jì)思想,有效降低了系統(tǒng)設(shè)計(jì)的相對(duì)復(fù)雜度,便于進(jìn)行調(diào)試和修改；利用硬件語(yǔ)言設(shè)計(jì)體現(xiàn)了硬件電路中軟件化的設(shè)計(jì)思路,提高了系統(tǒng)設(shè)計(jì)的靈活性與精確性；很好地發(fā)揮了FPGA可編程器件的集成度高、編程靈活的高效性,不僅有效地提升了系統(tǒng)的工作性能,而且將開發(fā)成本降至最低。本文首先用CMOS圖像傳感器采集一段視頻數(shù)據(jù),并用MATLAB將視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行提取,然后對(duì)每個(gè)基本算法進(jìn)行驗(yàn)證和修改,用ModelSim將圖像處理算法進(jìn)行實(shí)現(xiàn),并進(jìn)行功能仿真,最后用MATLAB將ModelSim仿真出來(lái)的數(shù)據(jù)再進(jìn)行模擬對(duì)比,最后找出實(shí)驗(yàn)效果最好的一個(gè)算法,并對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)。本文提出了一種應(yīng)用于當(dāng)今的圖像處理技術(shù)上的目標(biāo)識(shí)別算法,對(duì)其改進(jìn)之后,并且實(shí)現(xiàn)在硬件FPGA上。該方案將整個(gè)系統(tǒng)分為六大模塊,分別是圖像采集模塊、前期圖像預(yù)處理模塊、圖像存儲(chǔ)模塊、圖像讀取模塊、圖像后處理模塊、目標(biāo)提取模塊。通過(guò)對(duì)視頻的嚴(yán)格處理,將其中運(yùn)動(dòng)的物體找到,并且將其分離出來(lái),給出詳細(xì)的位置信息,并控制激光進(jìn)行擊打或者跟蹤。本次的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,本文設(shè)計(jì)的各模塊均能達(dá)到理想功能,基本接近功能仿真的效果,達(dá)到了預(yù)期的目標(biāo)。
[Abstract]:In this paper, we use FPGA to process image information at high speed, and achieve the goal of target location and tracking according to target detection technology and target tracking technology, which is an important subject in the field of applied vision research. With the continuous development of computer and information technology, machine vision technology and target recognition algorithm are more and more widely used in industrial production, medical care, military projects and agricultural production. Machine vision technology has been widely concerned because of its high speed, high real-time and high accuracy. The technical characteristics of machine vision technology mainly depend on the excellence of target recognition algorithm. The important part of the algorithm is video image acquisition technology and video image processing technology. The complexity of these two parts determines the effect of the whole system function. In this paper, a lot of data target recognition algorithm is analyzed. In this paper, a new method of image processing is proposed, which is more suitable for complex background environment. This paper adopts the modular design idea, effectively reduces the relative complexity of the system design, facilitates debugging and modification, and embodies the software design idea in the hardware circuit by using the hardware language design. The flexibility and accuracy of the system design are improved, and the high integration degree of FPGA programmable devices and the high efficiency of programming flexibility are well brought into play, which not only effectively improves the working performance of the system, but also reduces the development cost to the lowest. This paper first uses CMOS image sensor to collect a piece of video data, then extracts the video data with MATLAB, then verifies and modifies each basic algorithm, implements the image processing algorithm with ModelSim, and simulates the function of the algorithm. Finally, MATLAB is used to simulate and compare the simulated data from ModelSim. Finally, an algorithm with the best experimental effect is found and improved. In this paper, a target recognition algorithm applied to image processing technology is proposed, which is improved and implemented on hardware FPGA. The whole system is divided into six modules, which are image acquisition module, pre-image preprocessing module, image storage module, image reading module, image post-processing module and target extraction module. Through the strict processing of the video, the moving objects are found, separated out, the detailed position information is given, and the laser is controlled to strike or track. The experimental results show that all the modules designed in this paper can achieve the ideal function, which are close to the effect of functional simulation and achieve the expected goal.
【學(xué)位授予單位】：蘭州交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TN791;TN249

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 魏麒,何勇;圖像處理中的一個(gè)兩階段半雜交流水作業(yè)問(wèn)題(英文)[J];Applied Mathematics:A Journal of Chinese Universities;2005年04期

2 潘路;趙文娟;;圖像處理課程教學(xué)探討[J];中國(guó)西部科技;2006年22期

3 楊琛;;圖像處理中分辨率的選取[J];科技信息(學(xué)術(shù)研究);2008年10期

4 項(xiàng)立明;;初探圖像處理過(guò)程中分辨率的選取[J];科技資訊;2008年15期

5 白丹;宋靜波;;圖像處理技術(shù)在指紋自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)中的靈活應(yīng)用[J];黑龍江科技信息;2013年34期

6 胡琳,肖波;影視制作常用圖像處理軟件[J];陜西氣象;2001年06期

7 閆海青,唐晨,徐紅霞;多幅圖像運(yùn)算模塊的建立及在光彈性圖像處理中的應(yīng)用[J];應(yīng)用光學(xué);2001年05期

8 張麗莉,吳健生,王家林;圖像處理在地球物理學(xué)中的應(yīng)用[J];石油地球物理勘探;2003年03期

9 郝群,劉偉華,李博;基于圖像處理的人眼注視方向檢測(cè)研究[J];光學(xué)技術(shù);2004年05期

10 柳映輝;牟長(zhǎng)青;陳少杰;;圖像處理技術(shù)在酒精檢測(cè)中的應(yīng)用[J];海洋技術(shù);2007年03期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 苑廷剛;李愛(ài)東;李汀;艾康偉;嚴(yán)波濤;;圖像處理技術(shù)在田徑科研中的應(yīng)用初探[A];第七屆全國(guó)體育科學(xué)大會(huì)論文摘要匯編（二）[C];2004年

2 黃海永;朱浩;王朔中;;圖像處理軟件中宏結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)和擴(kuò)展[A];面向21世紀(jì)的科技進(jìn)步與社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展（上冊(cè)）[C];1999年

3 楊文杰;劉浩學(xué);;基于馬爾可夫場(chǎng)理論的圖像處理新方法評(píng)述[A];面向21世紀(jì)的科技進(jìn)步與社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展（上冊(cè)）[C];1999年

4 王晉疆;劉文耀;肖松山;陳曉東;孫正;;光電圖像處理課程中教學(xué)環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)[A];光電技術(shù)與系統(tǒng)文選——中國(guó)光學(xué)學(xué)會(huì)光電技術(shù)專業(yè)委員會(huì)成立二十周年暨第十一屆全國(guó)光電技術(shù)與系統(tǒng)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2005年

5 王鵬;;圖像處理技術(shù)與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理[A];全面建設(shè)小康社會(huì)：中國(guó)科技工作者的歷史責(zé)任——中國(guó)科協(xié)2003年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集（上）[C];2003年

6 王曉劍;曹婉;王莎莎;;一種基于高速DSP的圖像處理應(yīng)用平臺(tái)[A];2008中國(guó)儀器儀表與測(cè)控技術(shù)進(jìn)展大會(huì)論文集（Ⅲ）[C];2008年

7 張煒;蔣大林;郎芬玲;曹廣鑫;王秀芬;;圖像處理技術(shù)應(yīng)用于選礦領(lǐng)域的綜述[A];第九屆全國(guó)信息獲取與處理學(xué)術(shù)會(huì)議論文集Ⅱ[C];2011年

8 劉春桐;趙兵;張志利;仲啟媛;;基于圖像處理的自動(dòng)瞄準(zhǔn)系統(tǒng)精度研究[A];全國(guó)自動(dòng)化新技術(shù)學(xué)術(shù)交流會(huì)會(huì)議論文集（一）[C];2005年

9 李向榮;;美式落袋球自動(dòng)擺球系統(tǒng)的圖像處理研究[A];2008中國(guó)儀器儀表與測(cè)控技術(shù)進(jìn)展大會(huì)論文集（Ⅲ）[C];2008年

10 周榮官;周醒馭;;地質(zhì)雷達(dá)圖像處理在崩塌隱患探測(cè)中的應(yīng)用及分析[A];第六屆全國(guó)信號(hào)和智能信息處理與應(yīng)用學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2012年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前10條

1 新疆大學(xué)紡織與服裝學(xué)院 袁春燕;圖像處理技術(shù)讓數(shù)據(jù)更真實(shí)[N];中國(guó)紡織報(bào);2013年

2 楊朝暉;我鄰域圖像處理達(dá)到每秒1350億次超高速[N];科技日?qǐng)?bào);2008年

3 吳啟海;圖像處理時(shí)8位/通道或16位/通道模式的選擇探討[N];中國(guó)攝影報(bào);2012年

4 殷幼芳;印前圖像處理技術(shù)對(duì)印刷質(zhì)量的影響[N];中國(guó)包裝報(bào);2005年

5 徐和德;圖像處理要適度[N];中國(guó)攝影報(bào);2006年

6 記者 申明;中星微發(fā)布場(chǎng)景高保真圖像處理技術(shù)[N];科技日?qǐng)?bào);2010年

7 楊玉軍;郵編圖像處理技術(shù)通過(guò)驗(yàn)收[N];中國(guó)郵政報(bào);2000年

8 董長(zhǎng)生 吳志軍;用圖像處理軟件推動(dòng)刑偵信息技術(shù)工作[N];人民公安報(bào);2003年

9 殷幼芳;藝術(shù)化的圖像處理技術(shù)[N];中國(guó)包裝報(bào);2006年

10 ;富士圖像處理方案走進(jìn)手機(jī)[N];計(jì)算機(jī)世界;2002年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 羅軍;圖像處理快速算法研究與硬件化[D];武漢大學(xué);2014年

2 孫傳猛;煤巖圖像處理及細(xì)觀損傷本構(gòu)模型研究[D];重慶大學(xué);2015年

3 嵇曉平;基于各向異性擴(kuò)散方程圖像處理問(wèn)題的研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

4 黎海生;量子圖像處理關(guān)鍵技術(shù)研究[D];電子科技大學(xué);2014年

5 吳玉蓮;非局部信息和TGV正則在圖像處理中的應(yīng)用研究[D];西安電子科技大學(xué);2015年

6 張還;聚合物復(fù)合材料微觀圖像處理與分析[D];南京農(nóng)業(yè)大學(xué);2014年

7 程科;模糊形態(tài)學(xué)技術(shù)及其在圖像處理中的應(yīng)用[D];南京理工大學(xué);2006年

8 張文星;增廣拉格朗日型算法及其在圖像處理中的應(yīng)用[D];南京大學(xué);2012年

9 付樹軍;圖像處理中幾何驅(qū)動(dòng)的變分和偏微分方程方法研究[D];北京交通大學(xué);2008年

10 李衛(wèi)斌;SAR圖像處理的若干關(guān)鍵技術(shù)[D];西安電子科技大學(xué);2004年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 董國(guó)齡;基于圖像處理技術(shù)的水表自動(dòng)檢定及管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[D];天津理工大學(xué);2015年

2 李永晨;基于DSP的多路圖像處理硬件系統(tǒng)研究[D];天津理工大學(xué);2015年

3 杜高峰;基于opencv圖像處理的列車受電弓動(dòng)態(tài)特性監(jiān)測(cè)方法研究[D];西南交通大學(xué);2015年

4 王世豪;基于小波及壓縮感知的圖像處理方法及應(yīng)用研究[D];燕山大學(xué);2015年

5 牛蕾;基于非線性動(dòng)力系統(tǒng)的圖像處理[D];東北林業(yè)大學(xué);2015年

6 宋君毅;基于圖像處理的魚群監(jiān)測(cè)技術(shù)研究[D];天津理工大學(xué);2015年

7 古偉楷;基于異構(gòu)計(jì)算技術(shù)的視頻與圖像處理研究[D];華南理工大學(xué);2015年

8 康睿;基于圖像處理的砂土顆粒細(xì)觀特性分析[D];寧夏大學(xué);2015年

9 趙杰;柴油噴霧粒子圖像處理及軟件的設(shè)計(jì)[D];長(zhǎng)安大學(xué);2015年

10 石璐;基于圖像處理的礦質(zhì)混合料級(jí)配檢測(cè)算法研究[D];長(zhǎng)安大學(xué);2015年

，

本文編號(hào)：2155193