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期刊信息
  • 主管单位:
  • 中国科学技术协会
  • 主办单位:
  • 中国仪器仪表学会、上海光学仪器研究所、中国光学学会工程光学专业委员会
  • 主  编:
  • 庄松林
  • 地  址:
  • 上海市军工路516号上海理工大学《光学仪器》编辑部
  • 邮政编码:
  • 200093
  • 联系电话:
  • 021-55270110
  • 电子邮件:
  • gxyq@usst.edu.cn
  • 国际标准刊号:
  • 1005-5630
  • 国内统一刊号:
  • 31-1504/TH
  • 邮发代号:
  • 单  价:
  • 15.00
  • 定  价:
  • 90.00
基于FPGA的Lucas-Kanade算法优化
The optimization of the Lucas-Kanade algorithm based on FPGA
投稿时间:2014-01-21  
DOI:10.3969/j.issn.1005-5630.2014.03.005
中文关键词:  Lucas-Kanade算法  平滑滤波器  FPGA  四端口RAM
英文关键词:Lucas-Kanade algorithm  smoothing filter  FPGA  four-ports RAM
基金项目:国家自然科学基金资助项目(51374072、51101027);黑龙江省新世纪优秀人才支持计划项目(1253-NCET-002)
作者单位E-mail
刘东明 东北石油大学 电子科学学院, 黑龙江 大庆 163318  
刘超 东北石油大学 电子科学学院, 黑龙江 大庆 163318 sunny8804@163.com 
牟海维 东北石油大学 电子科学学院, 黑龙江 大庆 163318  
摘要点击次数: 4479
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中文摘要:
      在FPGA平台上实现基于光流法的视频运动目标跟踪系统,采用Lucas-Kanade算法进行光流场的计算,在图像预处理阶段提出使用三维高斯滤波代替传统二维高斯滤波,引入相邻像素点在时间轴方向的相关性,增强图像的滤波效果。在3D导数计算阶段提出在求导方向的正交面上进行平滑滤波,并采用匹配的导数和平滑参数,提高光流场计算精度。在FPGA平台上设计多级主流水线加子流水线结构,设计了四端口RAM进行图像缓存,优化了最小二乘矩阵单元和浮点数运算单元,实现了实时视频运动目标跟踪。
英文摘要:
      Video motion tracking based on optical flow is implemented on the FPGA, and we calculate the optical flow taking advantage of the Lucas-Kanade algorithm. In the stage of the image preprocessing, we propose that three-dimensional Gaussian filter is used to replace the conventional two-dimensional Gaussian filter and the correlation of the adjacent pixels is introduced, which improves the effect of the image filter. In the stage of 3D derivative calculation, we implement the smoothing filter on the orthogonal plane of derivative directional, and use the matching derivative parameter and smoothing parameter, so the accuracy of the optical flow is improved. Based on the FPGA platform, we design multistage pipelined architecture that includes several sub-pipeline, the four-port RAM unit that can achieve images cache, and optimize the least-square matrices and the float unit, which achieves the real-time video motion tracking.
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