基于FPGA的動(dòng)態(tài)背景分割系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、對(duì)圖像事件的自動(dòng)理解是視頻監(jiān)控的最終目標(biāo)，而視覺(jué)系統(tǒng)背景模型的建立是實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的基石。國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)背景建模進(jìn)行了大量的理論和實(shí)踐研究，取得了較好的成果和進(jìn)展。本文以實(shí)際應(yīng)用為前提，結(jié)合理論研究，構(gòu)建FPGA視覺(jué)系統(tǒng)平臺(tái)，對(duì)一些經(jīng)典背景建模算法進(jìn)行研究和改進(jìn)，并應(yīng)用于視覺(jué)系統(tǒng)，達(dá)到較好的分割效果。
　　 系統(tǒng)采用Altera公司的CycloneⅣ芯片的DE2-115開(kāi)發(fā)板，結(jié)合Altera公司提供的IP核和圖像處理算法IP核，并

2、整合了NiosⅡ處理器來(lái)運(yùn)行本文改進(jìn)的算法。實(shí)驗(yàn)表明視覺(jué)系統(tǒng)能夠較好的構(gòu)建出背景模型，室內(nèi)外檢測(cè)效果良好，能較好區(qū)分出運(yùn)動(dòng)前景和動(dòng)態(tài)背景，適應(yīng)于復(fù)雜的場(chǎng)景。在分辨率為320*240和主頻50MHz的條件下，雙核系統(tǒng)能達(dá)到1.87幀/秒的速度。
　　 本文主要研究?jī)?nèi)容如下：
　　 1、分析非參數(shù)和參數(shù)背景建模算法。參數(shù)模型中對(duì)高斯背景建模模型進(jìn)行了分析，非參數(shù)模型中對(duì)核密度背景建模模型進(jìn)行了分析。簡(jiǎn)化核密度背景建模算法，通

3、過(guò)對(duì)像素點(diǎn)的量化劃分和在線學(xué)習(xí)完成近似的核密度估計(jì)，替代傳統(tǒng)KDE模型中需考慮像素點(diǎn)在觀察時(shí)間段內(nèi)所有特征值缺點(diǎn)，大幅度降低了算法的運(yùn)算復(fù)雜度，降低了模型復(fù)雜度，使其較好的適合于本文的視覺(jué)系統(tǒng)平臺(tái)。
　　 2、搭建FPGA動(dòng)態(tài)背景分割視覺(jué)系統(tǒng)平臺(tái)。平臺(tái)包括DE2-115開(kāi)發(fā)板、DE5CMOS攝像頭采集模塊、VGA顯示輸出模塊等。實(shí)現(xiàn)了視頻采集、格式變換、縮放裁剪、改進(jìn)算法的背景建模處理、圖像VGA輸出等。
　　 3、系統(tǒng)