[发明专利]一种光电跟踪系统高清高帧频实时图像处理平台及方法

权利要求书

1.一种光电跟踪系统高清高帧频实时图像处理平台，其特征在于，包括FPGA和多核DSP；

所述FPGA包括图像采集单元、处理单元、SRIO接口和数据地址总线接口，所述图像采集单元双向连接CameraLink接口，通过CameraLink接口采集相机的视频帧图像，并捕获视频同步信号发送至多核DSP，且将所述视频同步信号作为时统信号控制多核DSP的处理节拍；所述处理单元的输入端连接图像采集单元的输出端，并将图像采集单元采集的视频帧图像通过SRIO接口发送至多核DSP，所述处理单元的输出端通过输出显示接口与显示设备连接，所述处理单元还通过数据地址总线接双向连接多核DSP；

所述多核DSP包括多核、GPIO中断接口、EMIF接口、SRIO接口和内存单元，所述GPIO中断接口的输入端连接FPGA的图像采集单元的输出端，并以中断方式接收图像采集单元发送的视频同步信号；所述内存单元通过SRIO接口连接多核和FPGA的处理单元，并以GPIO中断接口接收的视频同步信号为节拍接收和缓存处理单元发送的视频帧图像；所述多核分别连接GPIO中断接口、EMIF接口和内存单元，并通过通讯接口接收目标的初始位置和初始尺度信息，再通过目标跟踪识别处理得到目标的跟踪状态信息，所述跟踪状态信息通过通讯接口输出，还依次通过EMIF接口和数据地址总线接口发送至FPGA的处理单元，所述处理单元将跟踪状态信息以字符的方式叠加于视频帧图像的下一帧图像的预设位置上，并通过输出显示接口传输至显示设备进行实时显示。

2.根据权利要求1所述的一种光电跟踪系统高清高帧频实时图像处理平台，其特征在于，所述目标的跟踪状态信息包括目标位置和尺度信息，所述目标位置和尺度信息分别用于产生跟踪波门的位置和大小。

3.根据权利要求1所述的一种光电跟踪系统高清高帧频实时图像处理平台，其特征在于，所述跟踪状态信息通过通讯接口发送至光电跟踪系统中的伺服控制系统。

4.根据权利要求1所述的一种光电跟踪系统高清高帧频实时图像处理平台，所述内存单元包括DDR3 SDRAM和/或FLASH存储器。

5.一种光电跟踪系统高清高帧频实时图像处理方法，包括以下步骤：

S1.FPGA的图像采集单元实时解码和采集视频源的视频帧图像，提取视频同步信号并发送至多核DSP，同时将所述视频帧图像通过处理单元发送至多核DSP；

S2.所述多核DSP以中断方式接收视频同步信号，以所述视频同步信号为节拍接收视频帧图像，并进行目标跟踪识别处理，计算确定目标的跟踪状态信息，再根据所述跟踪状态信息计算确定目标的实际状态信息，并通过通讯接口发送至光电跟踪系统中的伺服控制系统；

S3.所述多核DSP还将所述目标状态信息发送至FPGA，所述FPGA接收多核DSP发送的目标状态信息后，通过目标十字线及波门叠加确定待叠加波门位置和大小；

S4.所述FPGA将目标状态信息以叠加字符的方式叠加至所述视频帧图像的下一帧图像上，并通过输出显示接口将叠加信息的视频输出至显示设备进行显示。

6.根据权利要求5所述的一种光电跟踪系统高清高帧频实时图像处理方法，其特征在于，所述多核DSP包括：

第一内核，用于通过通讯接口接收目标的初始位置和尺度信息，并通过SRIO接口接收FPGA发送的视频帧图像，处理得到的跟踪状态信息分别通过通讯接口和EMIF接口输出，所述第一内核还用于多核DSP的资源调度、内部外设及接口的初始化；

第二内核，用于目标跟踪识别循环处理，计算确定出目标中心点位于当前视频帧图像中的位置坐标点并作为目标的位置信息，计算确定出目标区域的像素尺寸并作为目标的尺度信息；

第三、四和五内核，分别用于当前大尺度区域跟踪、小尺度区域跟踪和当前尺度区域跟踪；

第六内核，用于当视频帧图像中目标发生位移或尺度变化时目标位置和尺度信息的更新；

第七和八内核，用于目标跟踪失败后的重新定位和捕获。

7.根据权利要求5所述的一种光电跟踪系统高清高帧频实时图像处理方法，其特征在于，所述跟踪波门在视频帧图像的下一帧图像上以区别于目标区域的像素值进行设置。