[发明专利]一种基于FPGA的运动目标检测系统

说明书

所属技术领域

本发明涉及一种检测系统，尤其涉及一种基于FPGA的运动目标检测系统设。

背景技术

近年来，大规模集成电路的快速发展使其在计算机视觉领域得到了广泛的应用。而运动目标检测技术是计算机视觉的重要组成部分，因此吸引了世界各国科学研究者投入到对这一技术的研究。

PGA（Field－Programmable Gate Array），即现场可编程门阵列，它是在PAL、GAL、CPLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物。它是作为专用集成电路（ASIC）领域中的一种半定制电路而出现的，既解决了定制电路的不足，又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。FPGA采用了逻辑单元阵列LCA（Logic Cell Array）这样一个概念，内部包括可配置逻辑模块CLB（Configurable Logic Block）、输入输出模块IOB（Input Output Block）和内部连线（Interconnect）三个部分。 现场可编程门阵列（FPGA）是可编程器件，与传统逻辑电路和门阵列（如PAL，GAL及CPLD器件）相比，FPGA具有不同的结构。FPGA利用小型查找表（16×1RAM）来实现组合逻辑，每个查找表连接到一个D触发器的输入端，触发器再来驱动其他逻辑电路或驱动I/O，由此构成了既可实现组合逻辑功能又可实现时序逻辑功能的基本逻辑单元模块，这些模块间利用金属连线互相连接或连接到I/O模块。FPGA的逻辑是通过向内部静态存储单元加载编程数据来实现的，存储在存储器单元中的值决定了逻辑单元的逻辑功能以及各模块之间或模块与I/O间的联接方式，并最终决定了FPGA所能实现的功能，FPGA允许无限次的编程。

发明内容

本发明的目的是针对运动目标检测技术在国防军工领域的广泛应用，设计了一种基于FPGA的运动目标检测系统设。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

基于FPGA的运动目标检测系统设由视频信号采集单元、控制和算法实现单元、数据缓存单元和视频信号显示单元四部分组成。

所述的视频采集单元在FPGA的控制下，对带有运动目标的模拟视频进行采集，并转换为数字视频信号传输到FPGA进一步处理。

所述的FPGA主要负责对其他模块进行功能控制以及对传人的视频信号进行灰度化、帧间差分和阈值分割，以实现运动目标的检测。

所述的数据缓存单元是在FPGA的控制下，完成对视频图像数据的缓存，配合FPGA进行图像处理。

所述的视频信号显示单元是在FPGA的控制下对处理前后拘视频图像进行显示，可以直观地观察检测效果。

所述的系统采用飞利浦公司研制的SAA7113H将PAL制式信号转换为标准的数字视频格式，SAA7113H是一款功能强大的9位视频解码芯片，它可以自动检测视频制式，并且可以输出包含YUV4：2：2在内的不同格式的数字视频。

所述的本系统采用外接DDR SDRAM来进行数据缓存，DDR SDRAM采用Hynix公司研制的存储容量为2 Mx4 Banks×16 bit的HY57V281620FTP—H型号SDRAM。

所述的采用飞利浦公司的视频编码芯片SAA712lH将数字视频信号转换为模拟视频信号进行显示，SAA712lH转换效率高、设计简单、可以将FPGA处理输出的YCbCr格式的数字视频信号编码成可以直接显示的PAL制式的模拟视频信号。

所述的系统软件帧间差分算法是对视频信号中相邻帧或者多帧图像中同一位置的像素点进行差分运算。

本发明的有益效果是：

基于FPGA的运动目标检测系统以FPGA为控制核心和算法实现单元，加上外围的采集和显示电路，可以实时地检测运动目标并显示。在军事公安、工业生产、生物医学等各个领域都有广泛的应用前景。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是系统总体结构。

图2是视频解码模块电路图。

图3是视频编码模块电路图。

图4是帧间差分法的基本流程。

图5是SAA7113H和SAA7121H配置流程图。

图6是运动目标检测模块实现的流程图。

具体实施方式