文档介绍：上海交通大学
硕士学位论文
基于FPGA的运动目标检测系统的研究与开发
姓名:王昆
申请学位级别:硕士
专业:数字集成电路设计
指导教师:付宇卓
20071101
基于 FPGA 的运动目标检测系统的研究与开发

摘要

视频序列中运动目标的检测是计算机视觉和图像编码研究领域的
一个重要课题,在机器人导航、智能监视系统、交通监测、医学图像处
理以及视频图像压缩和传输等领域都有广泛的应用。FPGA 作为当今主
流的大规模可编程专用集成电路,可以满足高速图像处理的需要。使用
FPGA 可以充分利用硬件上的并行性,从本质上改善图像处理的速度,
使对大数据量的图像处理达到实时性。本文提出基于 FPGA 的运动目标
检测系统,对以后算法的改进,输入输出图像大小的变化,图像采集和
显示设备更换等都具有灵活性。
本文对目前运动目标检测的主要算法研究分析,根据背景减法的适
用环境和特点提出改进的 W4 运动检测算法。该算法具备背景减法的优
点,并且克服了 W4 运动检测算法在环境变化较快或环境变化较频繁条
件下对运动目标进行检测的局限性。
本文首先在 MATLAB 中对改进的 W4 运动检测算法进行仿真,然
后将算法移植到 FPGA 中实现。设计图像采集、图像检测和 VGA 显示
等模块,完善运动目标检测系统。根据算法和运动目标检测系统的特点
提出一种基于改进的 W4 算法的快速检测方法,该方法以块为单位进行
运动目标检测,可以有效地提高图像处理的速度,使系统满足实时性要
求。

关键字:运动检测,W4 算法,FPGA,背景减法
THE RESEARCH AND DEVELOPMENT ON MOTION
DETECTION SYSTEM BASED ON FPGA

ABSTRACT

Motion objects detection is an important problem puter vision
and image coding. It is widely used in automaton navigation, intelligent
video surveillance systems, traffic detection, medical image processing,
pression and transmission and so on. As a main large scale
programmable specific integrated circuit, FPGA meets the requirements of
high speed image processing, with the characteristics of simple algorithm
realization, easy programming, good portability and inheritability. In this
thesis, we develop a motion detection system based on FPGA. It is flexible
for later changing of algorithm, image size and collection and display
equipments.
By analyzing some of the main algorithm of motion detection,
especially background subtraction, a new motion detection algorithm called
improved W4 is presented. The novel algorithm has the advantages of
background subtraction and es the shortages of W4 algorithm that
can not efficiently detect moving object in frequent varying environmental
weather condition.
We use MATLAB to simulate the improved W4 algorithm, and then
port it to the FPGA. We design image collection, motion detection and
dis