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《基于粒子濾波的視覺跟蹤算法的fpga實(shí)現(xiàn)》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、基于粒子濾波的視覺跟蹤算法的FPGA實(shí)現(xiàn)張欣2016年1月中圖分類號：TN919.8UDC分類號：621基于粒子濾波的視覺跟蹤算法的FPGA實(shí)現(xiàn)作者姓名張欣學(xué)院名稱信息與電子學(xué)院指導(dǎo)教師唐林波答辯委員會主席鄧宸偉教授申請學(xué)位工學(xué)碩士學(xué)科專業(yè)信息與通信工程學(xué)位授予單位北京理工大學(xué)論文答辯日期2016年1月TheFPGAimplementationofVisualTrackingalgorithmbasedonParticleFilterCandidateName：ZhangXinSchoolorDepar
2、tment:SchoolofInformationandElectronicsFacultyMentor:TangLinboChair,ThesisCommittee：Prof.DengChenweiDegreeApplied:MasterofEngineeringMajor：InformationandCommunicationEngineeringDegreeby:BeijingInstituteofTechnologyTheDateofDefence：January,2016研究成果聲明本人鄭重聲
3、明：所提交的學(xué)位論文是我本人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作獲得的研究成果。盡我所知，文中除特別標(biāo)注和致謝的地方外，學(xué)位論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得北京理工大學(xué)或其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書所使用過的材料。與我一同工作的合作者對此研究工作所做的任何貢獻(xiàn)均已在學(xué)位論文中作了明確的說明并表示了謝意。特此申明。簽名：日期：北京理工大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要視覺跟蹤是計(jì)算機(jī)視覺領(lǐng)域的核心問題之一，在視頻監(jiān)控、人機(jī)交互、體育分析、視覺導(dǎo)航、軍事識別等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。在諸多算法中，粒子濾
4、波以其能夠解決非線性非高斯問題的優(yōu)勢得到了廣泛的研究與關(guān)注。本文研究的粒子濾波算法能夠適應(yīng)目標(biāo)大小變化、目標(biāo)旋轉(zhuǎn)、環(huán)境光線變化、部分遮擋等情況，算法的魯棒性是比較強(qiáng)的，然而由于大量的粒子需要進(jìn)行運(yùn)算，算法的實(shí)時性較差，無法滿足大多數(shù)場合的要求。基于此，本文在FPGA平臺上進(jìn)行了粒子濾波算法的硬件實(shí)現(xiàn)，與軟件實(shí)現(xiàn)相比，加速效果在20倍以上，充分地滿足了實(shí)時性要求。本文首先研究了粒子濾波算法原理，以此作為基礎(chǔ)，進(jìn)行了后續(xù)的研究工作。本文的主要工作和研究成果如下：1.對粒子濾波算法在OpenCV中進(jìn)行了軟件仿
5、真，驗(yàn)證了其對目標(biāo)大小變化、環(huán)境光線變化、局部遮擋的良好的適應(yīng)性。2.對粒子濾波算法進(jìn)行了FPGA硬件實(shí)現(xiàn)，對其中的SDRAM控制器、高斯發(fā)生器、粒子狀態(tài)轉(zhuǎn)移、粒子位置排序、粒子直方圖特征統(tǒng)計(jì)、粒子權(quán)重計(jì)算模塊及重采樣模塊進(jìn)行了詳細(xì)描述。3.基于Modelsim進(jìn)行了系統(tǒng)級的仿真驗(yàn)證并基于DE2-115開發(fā)平臺搭建了視覺跟蹤演示系統(tǒng)。系統(tǒng)采用PAL制模擬視頻作為輸入在開發(fā)平臺進(jìn)行視頻采集和粒子濾波處理，最后將跟蹤的結(jié)果顯示在VGA顯示器上。系統(tǒng)可對目標(biāo)進(jìn)行實(shí)時跟蹤。關(guān)鍵詞：粒子濾波；顏色直方圖；Open
6、CV；FPGA；Modelsim；DE2-115VI北京理工大學(xué)碩士學(xué)位論文AbstractVisualtrackingisoneofthekeyissuesinthefieldofcomputervision，ithasbeenwidelyusedinvideosurveillance,interactive,sportsanalysis,visualnavigationandmilitaryidentificationareas.Amongmanyalgorithms,ParticleFilterh
7、asbeenwidelyusedwiththeadvantageofsolvingnonlinearandnon-Gaussianproblems.Inthisessay,thealgorithmcanadapttothesituationoftargetsizechange,targetrotation,lightchangeandpartialocclusion,sotherobustnessofthealgorithmisrelativelystrong,butduetothelargenumbe
8、rofparticlesneedtoomuchoperation,thereal-timecharacteristicisunabletomeettherequirement.Basedonthis,thiseasydevelopedaFPGAbasedhardwarealgorithm,whichcanbe20timesfasterthanthesoftwarealgorithmanditcanfullymeettherequiremen
