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基于FPGA的人头检测研究与实现

作　者: 魏玉龙
导　师: 焦淑红; 佟胜伟
学　校: 哈尔滨工程大学
专　业: 电子与通信工程
关键词: 红外图像人头检测 FPGA System Generator
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 37次
引　用: 0次
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内容摘要

人头检测技术在计算机视觉领域中是一个重要的应用，在人流监控、安防监控、访问控制等领域发挥着巨大的社会效益和经济效益，具有广泛的应用前景和研究价值，是当前计算机视觉备受关注的热点研究方向。本文主要研究了对人体红外图像的目标提取的算法，并完成基于模型的FPGA的设计实现，内容包括以下几点：首先，通过对红外图像的成像原理介绍，对红外图像的视觉特征进行总结，并针对红外图像的噪声和对比度等特征进行分析。通过比较红外图像和可见光图像的直方图分布，分析红外图像的灰度信息分布特点。针对红外图像的特点，通过Matlab研究讨论红外图像的处理算法的设计方案。其次，经过对实验结果的分析论证，本文采用中值滤波方法滤除噪声，使用灰度分段线性变换进行图像对比度增强处理，并通过形态学处理运算提取人头轮廓特征，然后对人头轮廓进行运算处理，分别获取人头轮廓的有效面积、轮廓最大长度及轮廓最大高度数据。通过以上三个关于轮廓的参数来判别目标区域是否为人头目标，并统计出图像中人头的个数。然后，在FPGA设计实现中，本文采用基于Simulink的模型设计，使用可视化的平台搭建实现Matlab算法的模型，并结合Xilinx公司的FPGA开发工具System Generator，搭建用于红外图像处理的FPGA模型设计，并生成FPGA能识别的硬件描述语言（VHDL）等文件。最后，基于模型仿真生成的文件，使用ISE软件工具产生bit流文件，结合实验开发板验证FPGA实现算法的效果，实验开发板采用加拿大Lyrtech公司的SFF SDR基带开发板。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-10
第1章绪论  10-16
  1.1 课题研究背景  10-11
  1.2 课题研究意义  11-12
  1.3 研究现状  12-14
  1.4 论文的工作内容与结构安排  14-16
第2章红外图像成像原理及其基本特征  16-22
  2.1 红外线介绍  16-17
  2.2 红外成像原理及其图像特点  17-20
    2.2.1 红外采集成像原理  17
    2.2.2 红外图像的基本特征  17-19
    2.2.3 红外图像的灰度直方图分析  19-20
  2.3 红外图像算法研究设计思路  20-21
  2.4 本章小结  21-22
第3章红外人头图像的算法研究实现  22-40
  3.1 图像增强  22-32
    3.1.1 图像去噪增强  23-27
    3.1.2 图像对比度增强  27-32
  3.2 图像二值化  32-34
  3.3 图像形态学处理  34-38
  3.4 图像去小目标  38-39
  3.5 本章小结  39-40
第4章红外人头图像算法 FPGA 建模仿真实现  40-62
  4.1 FPGA 的工作原理  40-41
  4.2 基于 FPGA 红外图像的处理优势  41-42
  4.3 基于模型的 FPGA 开发利用  42-48
    4.3.1 Simulink 简介  43
    4.3.2 SystemGenerator 简介  43-44
    4.3.3 FPGA 开发流程  44-46
    4.3.4 基本模块介绍  46-48
  4.4 FPGA 模型的算法实现  48-59
  4.5 FPGA 处理系统硬件介绍  59-61
  4.6 本章小结  61-62
结论  62-63
参考文献  63-66
致谢  66

基于FPGA的人头检测研究与实现

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