[发明专利]基于大广角镜头的FPGA+DSP嵌入式多值目标阈值分类跟踪装置

摘要

基于大广角镜头的FPGA+DSP嵌入式多值目标阈值分类跟踪装置。涉及一种在视频流中识别跟踪多目标的嵌入式系统和相关算法。图像采集由大广角镜头和彩色面阵CMOS芯片完成；数字滤波、图像增强等数字图像预处理工作由FPGA承担；而在DSP为核心的主处理器中实现多值目标阈值分类识别、标记配准等算法，一种改进的基于概率预测模型的多目标交叉运算的图像跟踪程序实时生成跟踪门；跟踪门内有效目标校验器控制跟踪过程并输出目标值。以嵌入式硬件平台为依托的大视场多值目标阈值分类跟踪器在动态拍摄、安全监控、机动目标检测、多目标跟踪及车辆自动导航等方面有广泛应用前景。尤其对构建体积小、功耗低的机载目标跟踪系统有很大优势。

主权项

1、一种基于大广角镜头的FPGA+DSP嵌入式多值目标阈值分类跟踪装置，其特征在于该装置的总体架构包括：可调分辨率的超大广角图像采集系统：由大广角镜头和可编程彩色面阵CMOS芯片构成，用于采集大场景下多目标数字图像；现场可编程门阵列FPGA：与可调分辨率的大广角图像采集系统中的CMOS芯片连接，通过编程可控制多目标数字图像的采集分辨率大小；受DSP的控制，根据其控制指令对FPGA内部IP核处理模块进行重新配置和组合，以实现数字滤波、图像增强等预处理运算；提供CMOS和SRAM芯片的连接接口，把大量图像数据实时传输到SRAM中；SRAM数据存储器：与现场可编程门阵列FPGA双向连接，受DSP程序调度，用于暂存多值目标数字图像；数字信号处理器DSP：DSP作为主控制器，负责控制FPGA采集、预处理图像，与外部设备的接口和数据通讯任务，同时完成整个装置的核心算法，包括多值目标阈值分类识别算法、基于概率预测模型的图像多目标交叉跟踪算法、跟踪门内有效目标校验算法；装置上电时系统从FLASH中把程序加载到DSP的内存中，启动系统工作；FLASH程序存储器：用来存放DSP处理程序，其容量大小为32M字节，地址范围从0X90000000-0X92000000；数据通讯模块：基于大广角镜头的FPGA+DSP嵌入式多值目标跟踪装置支持两种通讯方式：网络通讯和RS232通讯；网络通讯采用标准的TCP/IP协议，主要用来传输多目标跟踪图像结果的输出；RS232工作于硬件流控方式，以增加数据传输的可靠性和稳定性。