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188宝金博页面版: 点目标检测的滤波算法及其硬件实现

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内容提示: 第8卷第12期2008年6月167I一1819( 2008) 12-3154—05科学技术与工程Sci enceTechnol ogyandEngi neeri ngV01.8@ 2008N o.12J une2008Sei .Tech.Engng.点目标检测的滤波算法及其硬件实现马庆军周世椿( 中陶科学院E海技术物理研究所上海200083)摘要介绍几种在成像跟踪系统中常用的点目标滤波检测算法。为了满足图像处理的实时性要求,设计实现了一套针对图像滤波算法的FPG A硬件实现结构。该结构充分发挥了FPG A高速并行的计算能力,能在信号读出的过程中实时地完成多种滤波处理。实验证明该方案可行,具有良好的实时滤波效果。关键词点目标背景估计高通滤波Robi n...

文档格式:PDF | 页数:7 | 浏览次数:26 | 上传日期:2010-12-16 10:49:59 | 文档星级:
第8卷第12期2008年6月167I一1819( 2008) 12-3154—05科学技术与工程Sci enceTechnol ogyandEngi neeri ngV01.8@ 2008N o.12J une2008Sei .Tech.Engng.点目标检测的滤波算法及其硬件实现马庆军周世椿( 中陶科学院E海技术物理研究所上海200083)摘要介绍几种在成像跟踪系统中常用的点目标滤波检测算法。为了满足图像处理的实时性要求,设计实现了一套针对图像滤波算法的FPG A硬件实现结构。该结构充分发挥了FPG A高速并行的计算能力,能在信号读出的过程中实时地完成多种滤波处理。实验证明该方案可行,具有良好的实时滤波效果。关键词点目标背景估计高通滤波Robi nson滤波形态滤波FP( ;A中网法分类号TN 911.73;文献标志码A自动目标识别与跟踪技术是当前智能化信息处理领域的fj {『沿技术,其研究势头十分活跃。研究及实践证明,低信噪比目标检测技术是实现自动目标识别与跟踪的重要基础和根本前提,其性能指标将直接决定系统的探测炅敏度和作用距离? 。远距离的点源目标因缺乏必要的形状、纹理和结构信息,几何与灰度特征尚不明显,所以检测处理中在注重特性分析的同时,还要侧重背景抑制的研究。实现这一目的的技术途径主要有帧问对消和自适应估计两种。前者利用相邻帧问的图像数据进行差分对消处理,对于静态场景的目标检测较为有效,但在运动目标的检测中将面临诸多技术难题。因此,基于背景估计的滤波方法的研究异常活跃,各种处理算法层出不穷,止成为点目标检测技术中的一大研究热点和重要发展趋势。成像跟踪系统典型的信号处理流程一般包括空域滤波、图像分割、目标检测、特征提取和轨迹跟踪等诸多环节。随着丁艺水平的不断发展,探测器的像元数越来越多,帧速越来越快,对电子学系统实时处理能力的要求在不断地提高。在一个帧周期内完全依靠数字信号处理芯片( DSP) 来实现图像2008年3月5口收到第一作者简介:马庆军(1979一),男,黑龙汀密山人,博上研究生。研究方向:光电混合信号处理和数字图像处理。E—m ai l :qj m a@ustc.edu。滤波、目标识别和跟踪等算法的难度较人。通过分析不难发现,虽然图像滤波算法,运算量很大,通常需要对图像中的每一个像素进行扫描和和处理,但由于算法简单,主要涉及逻辑和算术运算,非常适合利用现场可编程门阵列( FPG A) 来实现,充分发挥FPG A的高速、并行的计算能力。本文采用赛灵思( Xi l i nx) 公司生产的XC4VLXl 5型FPG A,基于Veri l og H DI。语占,设计实现了一套图像滤波算法的硬件结构,能在信号读出过程中实时地完成滤波操作,不占用额外的处理时间,能为后端处理部分节约出大量宝贵的时问,是一种高效、快速的滤波算法实现方案。1滤波算法介绍基于自适应背景估计技术的点目标滤波算法主要侧重于目标和背景的模式特征与时空分布参数的研究。通过空问滤波算法获得图像背景的起伏特性,并进行差分对消处理,能有效抑制背景杂波,改善目标/背景的信噪比,以达到提高检测率和降低虚警率的双重目的。这与人类视觉的对比感知原理相吻合,而汁算模型与生物系统不断融合的处理思想正是当前计算机视觉研究的重要发展方向,也是发展低信噪比目标检测技术的一条根本途径。常用的滤波方法主要高通滤波、Robi nson滤波

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