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。