基于模板相关匹配的红外目标跟踪FPGA算法实现

为了红外复杂背景下能够较好地跟踪目标,文章选用了基于模板相关匹配的红外目标跟踪算法,并且采用大规模可编程逻辑器件FPGA实现了算法,解决了系统应用中所面临的实时性问题.实验结果表明:用FPGA实现模板相关匹配跟踪算法具有运算速度快、可靠性高、功耗低等特点,满足制导系统的实时性要求.     

经典相关算法(MAD)的硬件实现方法

该系统在硬件上以大规模复杂可编程逻辑器件(FPGA)及微处理器(8051)为核心,采用模块化流水线处理结构,实现目标图像的实时跟踪.在系统软件上使用一种高效的快速相关算法MAD,建立相关跟踪置信度评估、模板自适应更换、目标丢失判断、抗干扰准则和再捕获等准则,有效地提高了目标跟踪的稳定性和抗干扰能力.     

基于FPGA的实时图像跟踪系统

提出了一个实时图像跟踪系统,在硬件上以大规模复杂可编程逻辑器件(FPGA)及微处理器(8051)为核心,采用模块化流水线处理结构,实现目标图像的实时跟踪。在系统软件上使用一种高效的快速相关算法MAD,建立相关跟踪置信度评估、模板自适应更换、目标丢失判断、抗干扰准则和再捕获等准则,有效地提高了目标跟踪的稳定性和抗干扰能力。     

实时目标跟踪系统处理平台设计及快速算法研究

为解决电视捕获跟踪瞄准系统中系统的实时性与算法复杂性之间的矛盾,设计了以高性能的DSP芯片TMS320C6416为核心处理器,结合大规模可编程逻辑器件CPLD进行逻辑控制以及现场可编程门阵列FPGA对采集的视频数字图像做预处理的实时目标识别跟踪处理平台。同时改进了目标识别算法,提出一种基于遗传算法的快速图像相关匹配算法。重点介绍了该实时数字图像处理系统的硬件组成、工作原理和新的图像相关匹配算法。结果表明系统具有较高的实时性和稳定性。     

机载多传感器实时图像跟踪系统研究

针对某型号机载光电吊舱的总体性能技术指标，研制了一种多传感器实时图像跟踪处理系统，该系统在硬件上以高速数字信号处理器（DSP），大规模复杂可编程逻辑器件（CPLD）及微处理器为核心，采用模块化流水线处理结构，实现目标图像的实时跟踪，在系统软件上提出一种高效的快速相关算法，建立相关跟踪置信度评估，模板自适应刷新、相似目标辨识，目标丢失判断和再捕获等准则，有效地提高目标跟踪的稳定性和鲁棒性，该系统进行了大量复杂地面背景条件下的目标跟踪试验，取得了满意的结果。     

实时红外成像跟踪处理器的研究

研究了一种基于DSP FPGA结构的跟踪系统,实现了对红外成像目标的实时跟踪。硬件上以DSP为主控制器件,大规模现场可编程逻辑器件(FPGA)为辅助控制器件;软件算法以经典相关匹配算法为基础,建立了相关置信度评估,模板更新,目标丢失判断以及目标再捕获等准则,有效地提高了跟踪的稳定性和抗干扰能力。试验表明,该系统能够较好的实现复杂背景下目标的稳定跟踪。     

红外图像增强在CPLD中的实时实现技术

CPLD（复杂可编程逻辑器件）可用来实时并行处理海量图像数据。本文以具有代表性的图像帧积分、直方图拉伸、模板滤波等算法为例，在介绍算法原理的基础上，叙述了红外图像增强算法在复杂可编程逻辑器件CPLD中的实时实现技术。     

DSP实时图像处理系统

阐述了高速图像目标测量系统的DSP实现,运用了高性能DSP(TMS320C6202)完成实时图像目标处理,研究了一种快速图像匹配的相关跟踪算法,并结合大规模可编程逻辑阵列CPLD进行逻辑控制和现场可编程门阵列FPGA对采集的视频图像做预处理.实验证明该系统性能可靠,跟踪效果较好,并有较高的实时性.     

均值替代边缘的模板差分法用于红外行人跟踪

提出了一种新的基于模板差分的红外行人跟踪算法。算法以红外序列图像中前一帧目标模板与当前帧差分后得到的正负值区域为基础,计算出正值区域质心到负值区域质心的向量,并将模板沿向量方向以单个像素移动,实现了基于红外序列图像的行人跟踪。文章在跟踪算法原有基础上整合了跟踪窗口自适应大小、行人交汇的检测和区分功能,一定程度上解决了红外行人跟踪过程中,两个身高和形体相近的行人交汇后难以分辨的问题。     

基于CPLD的多目标实时分割算法

图像处理的实时性是成像跟踪系统非常重要的要求，本文提出一种基于可编程逻辑器件(complex programmable logical device)CPLD的图像实时分割算法。该实现方法解决了图像分割耗时长的瓶颈，并提高了系统的集成度。实验结果表明在不降低分割精确度的情况下，该方法做到了图像分割延时不超过1000644s的高实时性。     

基于TMS320C6416的PCI接口视频跟踪平台设计

设计了基于目前高性能数字信号处理器TMS320C6416为核心,结合大规模可编程逻辑器件CPLD进行逻辑控制以及现场可编程门阵列FPGA对采集的视频数字图像做预处理的PCI接口的实时目标识别跟踪处理平台。利用PCI总线将实时采集的图像送往上位机显示和后续处理。解决了以往跟踪系统处理速度慢、跟踪板卡与上位机通讯板卡分离的缺点。本文重点介绍了该PCI接口的实时数字图像处理系统的硬件组成、工作原理、PCI驱动程序设计和DSP软件设计。实验结果表明系统具有较高的实时性和稳定性。     

基于粒子滤波的机载目标跟踪系统设计

基于微小型机载成像跟踪系统设计思想及需求,设计并实现了以高性能的DSP芯片TMS320-DM642为核心处理器,结合可编程逻辑器件CPLD和FPGA的实时图像跟踪处理平台。平台采用基于粒子滤波的目标跟踪算法,实现对目标的实时跟踪。采用卡尔曼滤波器,提高了粒子的利用效率,在改进了算法实时性的同时解决了图像跟踪系统的延时性问题,提高了跟踪系统的稳定性。算法仿真结果表明,与传统相关匹配算法相比,基于粒子滤波的跟踪算法具有更好的鲁棒性和实时性,能满足机载成像跟踪系统实时图像跟踪的要求。     

一种基于TMS320C6416T的激光色域转换方法

为了快速完成荧光色域到激光色域的颜色转换,设计了以高性能的DSP芯片为核心处理器,结合现场可编程门阵列FPGA的实时数字图像处理平台.给出了三组不同波长激光的色域转换矩阵,在基于TMS320C6416T的图像处理平台上实现了两个系统的信号转换,并且利用多种加速算法,加快了处理速度.实验结果表明,本文的方法有效地扩展了激光电视的颜色区域,降低了图像的饱和度.     

The roles of FPGAs in reprogrammable systems

Reprogrammable systems based on field programmable gate arrays are revolutionizing some forms of computation and digital logic. As a logic emulation system, they provide orders of magnitude faster computation than software simulation. As a custom-computing machine, they achieve the highest performance implementation for many types of applications. As a multimode system, they yield significant hardware savings and provide truly generic hardware. In this paper, we discuss the promise and problems of reprogrammable systems. This includes an overview of the chip and system architectures of reprogrammable systems as well as the applications of these systems. We also discuss the challenges and opportunities of future reprogrammable systems     

基于DSP的自动调焦系统

由于数字图像处理理论的逐渐成熟和完善,现今的自动调焦系统已由原基于光学系统的自动调焦转换为基于各种数字图像处理方法的自动调焦.由此介绍一种基于DSP芯片TMS320C6416为核心处理器进行图像采集、预处理和实施控制的自动调焦系统.TMS320C6416芯片的总体性能可比C62xx提高一个数量级.重点说明了该实时数字图像处理系统的硬件组成、工作原理和软件算法.结果表明该系统具有高度的实时性和稳定性,能够快速准确的完成自动调焦.     

一种通用雷达回波模拟器的设计与实现

介绍了一种基于直接数字波形合成技术的通用雷达回波模拟器。通过加载数据波形，该模拟器可以实现波形数据回放，也可产生各种标准信号波形。该模拟器以FPGA为控制核心，利用大容量FLASH作为数据存储介质，在接口通用性、控制逻辑重配置和器件兼容性3个方面作了专门设计。该模拟器具有良好的通用性和友好的用户交互接口，给出了本模拟器所模拟的面目标成像结果和产生的Chirp信号脉压结果。     

一种基于飞行平台的数字稳像及目标跟踪系统

针对复杂运动条件下的空基目标跟踪器,提出了一种基于飞行器平台的运动目标跟踪系统。首先,提出了一种基于对数-极坐标（log-polar）变换的数字稳像算法。该算法对图像序列间可能存在任意角度的旋转运动、较大的缩放运动和平移运动进行运动估计和运动补偿。其次,采用了基于反向组合算法（ICA,inverse compositional algorithm）的图像对准技术对运动目标进行跟踪。真实数据的实验表明,该系统能够在复杂运动的飞行平台上对移动目标进行精确跟踪。     

利用CCD器件实现动态多目标的实时处理

研究了一种硬件功能强、软件丰富、速度快的数字图像处理系统。它是利用数字信号处理器和可编程逻辑器件实时完成相邻两帧图像的相减操作,最终给出目标参数的一种图像处理卡,适用于采集动态目标。     

SDI红外图像在火炮光电跟踪系统中的应用

为实现远距离对可疑目标的捕获、跟踪、锁定功能,提高作战人员工作效率,提出了一种SDI红外图像的传输方式。该方法将4路LVDS数字信号进行解码,利用FPGA产品Virtex-5系列逻辑资源丰富的特点,对图像格式按照SMPTE296M标准进行重新编码组合,实现无损、高清图像数据的实时传输。试验结果表明,该方法与其他数字图像传输方式相比,提高了图像的传输效率和稳定性,并在实际应用中取得良好效果,为进一步研究火炮光电跟踪系统提供了可行的解决途径和借鉴意义。