基于DSP+FPGA的高清图像跟踪系统：设计与实验验证

本文主要探讨了基于DSP (数字信号处理器) 和FPGA (现场可编程门阵列) 的高清图像跟踪系统的研制。图像跟踪技术作为当前图像处理领域的关键技术，已经在军事和民用领域展现出广泛的应用前景，例如在精确制导武器、导弹飞机预警中的目标定位，以及在交通管理、刑事侦查中的目标追踪。关键挑战在于如何在复杂环境下准确地识别和跟踪特定目标，尤其是在背景干扰严重的场景。 本文首先概述了国内外图像跟踪系统的研究现状和未来发展趋势，强调了实时性和鲁棒性的关键需求。系统的核心组成部分包括图像跟踪电路、通讯控制电路和视频接口电路，这些电路构建了一个以高速DSP和FPGA为核心的高性能平台。高速DSP负责执行复杂的图像处理算法，如特征点跟踪，而FPGA则提供高效的并行处理能力，确保系统实时性和稳定性。 设计中采用了双DSP工作模式，其中一个（DSP-1）专注于高实时性的任务，如图像跟踪算法、可疑目标检测和位置信息输出，另一个（DSP-2）处理通讯控制和辅助字符控制等相对较低实时性的任务。系统还引入了Top-Hat检测算法来增强海面可疑弱小目标的检测，通过历史运动轨迹信息减少误报；针对地面目标跟踪，采用了频域跟踪算法，有效解决了遮挡和背景干扰问题。 通过在实际飞行中进行多次实验，包括可疑目标检测和地面目标跟踪，证实了本文设计的图像跟踪系统具有良好的工作稳定性和目标跟踪能力，同时具有较强的抗干扰性能，完全符合预设的功能和性能要求。该研究不仅推动了高清图像跟踪技术的发展，也为军事和民用领域的应用提供了实用的解决方案。