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图像处理及特征物体跟踪系统

Date: 2018-07-06
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图像处理及特征物体跟踪系统

图像处理及特征物体跟踪系统是基于Altera公司的DE2-70开发套件、友晶公司D5M摄像头、云台、显示终端及相应辅助装置实现的一套教学实验平台。该平台不仅能够实现运动物体的识别,并且摄像头可以自动跟踪运动物体并在终端进行实时显示。本实验平台通过Verilog硬件描述语言采用模块化设计开发,不仅性能稳定,而且具有普适性强、容易操作等优点。

整个实验平台软件设计分为图像采集模块、数据转换模块、数据存储模块、图像处理模块、数码显示模块、VGA显示模块以及串口驱动模块等多个部分,便于学习者利用该平台进行特定功能和模块的设计和研究。系统工作时,首先数据采集模块利用CCD摄像头实时将拍摄的图像画面进行采集,并传输到DE2-70实验板;然后,数据转换模块将图像数据转为RGB格式;数据存储模块将转换后的RGB格式数据在DE2-70开发板片上SDRAM进行存储;然后在FPGA芯片中集成可编程嵌入式系统QSYS作为图像处理模块,同时在Nios II中应用帧差法对采集的图像数据信号进行处理,得到运动物体位置、大小等信息;最后在显示终端实时显示图像扫描帧频,并通过信息处理技术完成运动物体的识别与捕捉,同时通过串口连接DE2-70开发板与解码器,控制云台电机转动,实现运动物体的自动跟踪。

本实验平台涉及多方面教学内容,包括Verilog硬件模块化设计、QSYS片上系统设计、SSRAM、SDRAM存储器内容的读取分析和比较、IP核的选取与应用以及如何在QSYS中自定义组件等,是一套丰富的教学实验平台。

本实验平台的具体实验项目包括:

l  实验一:VGA设备显示实验     

l  实验二:图像传感器CCD与VGA设备显示实验     

l  实验三:QSYS跑马灯实验 

l  实验四:存储器控制实验    

l  实验五:VGA控制与图像采集组件实验

l  实验六:SDRAM存储器控制与图像数据获取实验   

l  实验七:图像数据Matlab——图像处理算法实验      

l  实验八:基于QSYS的运动物体识别算法实验   

l  实验九:串口通信实验 

l  实验十:摄像头自动跟踪运动物体实验 

技术指标:

1.     摄像头:台湾友晶科技D5M,500万像素;

2.     SRAM、SSRAM、SDRAM的读写控制IP核模块;

3.     图像采集与图像文件存储功能IP核模块;

4.     运动图像辨识算法软件;

综合自动跟踪系统IP核模块。


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