复杂背景下目标搜索跟踪方法研究及DSP实现

视频图像目标的搜索跟踪是图像处理应用的一个重要领域。在计算机视觉、交通监控、可视预警、导航等诸多民用领域有着广泛的应用,同时在导弹电视制导等军用领域也发挥着重要作用。传统的目标搜索跟踪算法在处理背景复杂图像时往往存在着鲁棒性比较差的问题,本文描述的基于方向编码的方法在复杂背景情况下能较好的解决鲁棒性的问题。 本文主要分四个部分进行描述:对传统的图像搜索跟踪方法回顾和总结; 基于方向编码搜索跟踪算法介绍与分析; 实现算法的系统硬件平台描述及FPGA图像预处理; 搜索跟踪系统软件设计及优化。 首先在对传统跟踪搜索方法进行了分析总结基础上,着重研究了基于图像梯度信息的方向编码方法的目标搜索跟踪技术。对方向编码的定义、直方图统计、性质、特点、相似性度量等方面做了详细的论述,对该算法在复杂背景(光照、阴影、背景变化、局部遮挡、旋转等)情况下的鲁棒性进行了详细的分析,并将其和传统的跟踪方法进行了对比,给出了算法对比实验结果,实践证明该算法性能优于经典的相关跟踪。 其次,介绍了一种基于TMS320C6202B DSP 的搜索跟踪系统硬件平台设计,系统基于DSP+FPGA 构架,在详细描述了系统的各个功能部件的基础上,对方向编码的FPGA 硬件实现做了重点描述。 最后讲述图像搜索跟踪算法往DSP 处理系统平台的移植,从软件的角度,分析并阐明DSP 软件设计、软件调试的一般方法和流程,并给出了基于方向编码、相关、对比度等搜索跟踪系统的软件设计的流程和软件设计的框图,并且归纳总结了DSP 编程的注意事项和优化C 代码的方法。该系统实现了算法之间的自动调度且具有很大的升级潜力。