[發明專利]圖像跟蹤系統及其圖像數據處理方法

在審

• 申請號: 201310594777.0
• 申請日: 2013-11-21
• 公開（公告）號: CN103647937A
• 公開（公告）日: 2014-03-19
• 發明（設計）人: 孔令振;穆建文;潘棟梁
• 申請（專利權）人: 北京環境特性研究所
• 主分類號: H04N7/18
• 分類號: H04N7/18;G06T7/20;G06T5/00
• 代理公司: 北京市京大律師事務所 11321
• 代理人: 張璐;方曉明

技術領域

本發明涉及圖像跟蹤技術領域，尤其涉及一種圖像跟蹤系統及其圖像數據處理方法。

背景技術

運動目標檢測與跟蹤是在基于動態圖像分析的基礎上結合圖像模式識別和圖像跟蹤方法對圖像序列中的目標進行檢測-識別-跟蹤的過程，它是圖像處理與計算機視覺領域中的一個非常活躍的分支。其中，用于運動目標檢測與跟蹤的圖像跟蹤系統已廣泛應用在工業控制、軍事設備、醫學研究、視頻監控等諸多領域中。

目前，現有的圖像跟蹤系統結構如圖1所示，一般由視頻圖像采集模塊、DSP（Digital?Signal?Processor，數字信號處理器）單元、存儲器、D/A(digital?to?analog?converter,數字信號轉換成模擬信號)單元、顯示器組成。其中，DSP單元用于將由視頻圖像采集模塊采集到的數字圖像數據進行預處理以及目標搜索與跟蹤匹配運算處理，并將處理后的數字圖像數據發送給D/A單元，由D/A單元將其轉換成模擬信號再顯示器進行顯示。

本發明的發明人發現，上述的系統中的單核DSP，需要先后進行數字圖像數據的預處理編碼和目標搜索與跟蹤匹配運算處理，會導致對高分辨率視頻圖像中高速運動物體的實時處理能力較弱，因此有必要提供一種實時處理能力更強的圖像跟蹤系統。

發明內容

本發明的發明目的在于提供了一種圖像跟蹤系統及其圖像數據處理方法，用以提高對圖像數據的實時處理能力。

根據本發明的一個方面，提供了一種圖像跟蹤系統，包括：

視頻圖像采集模塊，用于拍攝視頻圖像，輸出數字圖像數據；

FPGA，用于將所述視頻圖像采集模塊通過其數字信號輸出端輸出的當前幀數字圖像數據，通過本FPGA的數據存儲端口存入到所述存儲器的第一存儲區；并通過本FPGA的數據讀取端口讀取所述存儲器的第二存儲區中的存儲的上一幀數字圖像數據，進行灰度變換和中值濾波后，通過本FPGA的數字信號輸出端輸出；

DSP單元，用于根據所述FPGA輸出的數字圖像數據進行目標搜索與跟蹤。

較佳地，所述FPGA還用于在所述當前幀數字圖像數據接收完畢后，將所述視頻圖像采集模塊輸出的下一幀數字圖像數據，存入到所述存儲器的第二存儲區；并通過本FPGA的數據讀取端口讀取所述存儲器的第一存儲區中存儲的數字圖像數據，進行灰度變換和中值濾波后，通過本FPGA的數字信號輸出端輸出。

較佳地，所述視頻圖像采集模塊具體包括：

數字攝像機，用于拍攝數字視頻圖像，并將拍攝的數字圖像數據通過本數字攝像機的數字信號輸出端輸出；或者，

所述視頻圖像采集模塊具體包括：

模擬攝像機，用于拍攝模擬視頻圖像，并將拍攝的模擬圖像數據通過本模擬攝像機的模擬信號輸出端輸出；

AD單元，用于將所述模擬攝像機輸出的模擬圖像數據轉換成數字圖像數據，并將轉換后的數字圖像數據輸出。

較佳地，所述圖像跟蹤系統還包括：顯示器；

所述顯示器的數字信號輸入端與所述FPGA的數字信號輸出端相連；

所述DSP單元還用于將進行目標搜索與跟蹤后、并標記出目標的數字圖像數據，通過本DSP單元的數字信號輸出端返回給所述FPGA；

所述FPGA還用于將所述DSP單元返回的數字圖像數據依據所述顯示器的數據接收格式，輸出到所述顯示器進行顯示。

較佳地，所述圖像跟蹤系統還包括：

Flash存儲器，用于存儲所述DSP單元的運算處理程序。

較佳地，所述DSP具體為8核DSP。

根據本發明的另一個方面，還提供了一種圖像跟蹤系統的圖像數據處理方法，包括：

所述系統中的FPGA將所述系統中的視頻圖像采集模塊輸出的當前幀數字圖像數據，通過本FPGA的數據存儲端口存入所述系統中存儲器的第一存儲區，并通過本FPGA的數據讀取端口讀取所述存儲器中的第二存儲區中的數據，進行灰度變換和中值濾波后，輸出到所述系統中的DSP單元；

所述DSP單元根據所述FPGA輸出的數字圖像數據進行目標搜索與跟蹤。

進一步，所述系統中的FPGA將接收到的當前幀數字圖像數據存入所述系統中存儲器的第一存儲區后，還包括：

所述FPGA將接收到的下一幀數字圖像數據存入到所述存儲器中的第二存儲區；并讀取所述存儲器中的第一存儲區中的數據，進行灰度變換和中值濾波后，輸出到所述系統中的DSP單元。

進一步，所述FPGA將接收到的數字圖像數據，依次順序存入到所述存儲器的第一/二存儲區，具體包括：