多核圖像處理系統(tǒng)及運動目標(biāo)檢測與跟蹤技術(shù)研究.pdf

1、隨著人類對視覺體驗的要求逐漸提高，以及具有高分辨率和高幀率的圖像采集設(shè)備的廣泛應(yīng)用，圖像處理系統(tǒng)面臨的難題越來越多，包括被處理圖像的采樣率增加、處理算法的復(fù)雜度提高、處理的實時性要求增強(qiáng)，給圖像處理系統(tǒng)也帶來了更高的性能要求。
　　片上多核處理器系統(tǒng)是在單片芯片中集成多個數(shù)字信號處理器（DSP）內(nèi)核，其的迅速發(fā)展使得圖像處理系統(tǒng)能很好地應(yīng)對高速實時圖像處理的性能要求。本文研究了基于DSP+FPGA架構(gòu)的多核圖像處理系統(tǒng)，該系統(tǒng)同時

2、具有多核DSP強(qiáng)大的運算能力和現(xiàn)場可編程門陣列（FPGA）優(yōu)異的邏輯控制能力，能出色地執(zhí)行高速實時的圖像處理任務(wù)。基于圖像處理系統(tǒng)，本文還對目標(biāo)檢測與跟蹤技術(shù)進(jìn)行了研究和學(xué)習(xí)，并在所設(shè)計的系統(tǒng)上實現(xiàn)了目標(biāo)實時檢測與跟蹤任務(wù)的核心模塊。
　　本文的主要研究內(nèi)容包括多核圖像處理系統(tǒng)的設(shè)計和實現(xiàn)、目標(biāo)檢測與跟蹤算法、以及核心模塊在圖像處理系統(tǒng)上的實現(xiàn)和優(yōu)化。具體如下：
　　首先說明了本論文的任務(wù)來源和任務(wù)需求，根據(jù)任務(wù)需求設(shè)計了基

3、于DSP+FPGA的架構(gòu)的多核圖像處理系統(tǒng)，而后針對多核圖像處理系統(tǒng)，完成了其相關(guān)硬件設(shè)計如硬件系統(tǒng)框架的搭建、DSP和FPGA芯片的選型、數(shù)據(jù)交互方案的確定、電源設(shè)計以及相關(guān)外圍電路的設(shè)計等。
　　其次，研究了多核處理器的自啟動問題，并根據(jù)實際系統(tǒng)需求選擇通過I2C引導(dǎo)Nand Flash啟動DSP的方案，有效實現(xiàn)了多核圖像處理系統(tǒng)的離線自加載。
　　然后，研究了相關(guān)的目標(biāo)檢測與跟蹤技術(shù)，選擇基于主成分分析法的目標(biāo)檢測算法

4、和基于時空上下文的目標(biāo)跟蹤算法在本圖像處理系統(tǒng)上實現(xiàn)任務(wù)要求的目標(biāo)檢測與跟蹤功能，并且通過對算法的仿真實驗證明，該算法是可行的并且有效的。
　　最后，研究了多核DSP上的多核處理技術(shù)包括：存儲管理、核間通信和多核應(yīng)用開發(fā)架構(gòu)。對C代碼編程的目標(biāo)檢測跟蹤算法進(jìn)行了多核處理與移植。根據(jù)算法結(jié)構(gòu)分析了模塊并行化的可行性，進(jìn)而實現(xiàn)了算法的并行處理以及相關(guān)代碼的優(yōu)化。經(jīng)實驗和分析表明，本文所實現(xiàn)的多核并行處理技術(shù)和相關(guān)代碼的優(yōu)化方案具有良好