[发明专利]一种基于FPGA的四目运动目标检测与识别设备及方法

说明书

本发明涉及一种基于FPGA的四目运动目标检测与识别的设备及方法，该设备包括声学设备、红外激光探测设备、探测识别组件，所述声学设备和红外激光探测设备分别与探测识别组件相接，所述探测识别组件由依次相接的图像采集模块、图像预处理模块、目标识别模块和识别结果发送模块组成，所述图像采集模块采用四个星光级sensor同步对信息进行采集，图像预处理模块使用FPGA的PL部分完成，目标识别模块使用FPGA的PS部分完成，识别结果发送模块采用WIFI传输，将最终结果上传至上位机进行显示。本发明解决现有技术存在的移动能力差、识别准确率低、功耗高、体积大和无法实现场景全覆盖等问题。

技术领域：

本发明设计图像处理与计算机视觉技术领域，尤其涉及一种基于FPGA的四目运动目标检测与识别设备及方法。

背景技术：

随着时代的发展，个人和公共的安全越来越受到人们的重视，为了应对各种潜在的威胁，监控设备成为主要的安防工具。市场对监控设备的应用需求已经由单纯的设备需求走向了个性化需求。随着机器视觉、人工智能的出现，安防技术出现重大的变革，逐步走向数字化、智能化、网络化。

嵌入式的目标识别系统在安防领域有着广泛的应用，目前都是基于PC机或者嵌入式平台。大华研发了四目4K全景网络摄像机DH-IPC-PDBW8808-A180系列，采用4个镜头为1/2.8200万超低照度CMOS图像传感器、3mm定焦特制镜头组合，其工作方法是：分别拍摄四个角度，通过智能算法，自动识别四组画面之间的重叠部分，并自动矫正及拼接，做到水平180°、垂直87°的大视野呈现。功耗太高，这会造成资源的浪费，对180度的场景进行监控。

其存在的问题是：1、整个设备都是持续供电并且一直拍照，如果未有目标闯入也在持续拍照，设备持续工作，不会自动断电，导致功耗过高；2、因为设备重量和体积过大，一经安装之后，移动就比较困难；3、设备价格过高，成本高昂；4、设备只能做到水平180°监控，无法实现场景的全覆盖。

发明内容：

本发明的目的是要提供的一种基于FPGA的四目运动目标检测与识别的设备及方法，以解决现有技术存在的移动能力差、识别准确率低、功耗高、体积大和无法实现场景全覆盖的问题。

为了达到本发明的目的，本发明提供的技术方案是：

一种基于FPGA的四目运动目标检测与识别的设备，包括声学设备或红外激光探测设备、探测识别组件，所述声学设备或红外激光探测设备分别与探测识别组件相接，所述探测识别组件由依次相接的图像采集模块、图像预处理模块、目标识别模块和识别结果发送模块组成，所述图像采集模块采用四个摄像头同步对信息进行采集，图像预处理模块使用FPGA的PL部分完成，目标识别模块使用FPGA的PS部分完成，识别结果发送模块采用WIFI传输，将最终结果上传至上位机进行显示查看。

上述摄像头采用的是星光级sensor。

基于上述设备的检测与识别方法，包括以下步骤：

步骤一、采用图像采集模块中的4个摄像头进行360度全方位成像，声学设备和红外激光探测设备探测到有运动目标时，4个sensor同时对数据进行采集：经过光电转换后，将原始数据raw图传入图像预处理模块中FPGA的PL模块；通过图像信号处理单元对raw图进行自动曝光处理，并将采集到的raw图像存储至DDR中；通过FPGA的核间通讯完成四目的图像采集控制，核0作为主控核，通过共享ARM来控制核1的启动和关闭，每个ARM核独立完成双目的图像采集；

步骤二、将raw图传入目标识别模块中的运动目标IP核，进行帧差、二值化、滤波的处理；

步骤三、对二值化的图像使用TWO-PASS方法进行连通域的查找，查找出运动目标，然后在raw图上进行运动目标的抠图，将只含运动目标的raw图送入加载卷积神经网络预训练的模型中对其进行识别。