基于System Generator的目標跟蹤的算法實現(xiàn)

　　引言

　　目標跟蹤指的是圖像目標跟蹤，它對圖像序列中的動目標進行檢測、提取、識別和跟蹤，獲得目標的運動參數(shù)、運動軌跡，從而進一步處理和分析，實現(xiàn)運對動目標的行動理解，以完成更高一級的任務?，F(xiàn)在目標的跟蹤運用于社會的各個角落，如國防、道路安檢等，所以它的前景無比巨大。

　　本文采用的是Xilinx和Mathworks公司合作開發(fā)的System Generator開發(fā)平臺。現(xiàn)在實現(xiàn)目標跟蹤的算法很多，但是本文采用的是一種新的算法——模塊匹配算法。使用該算法來實現(xiàn)目標跟蹤的流程如圖1所示。

　　工作原理

　　本文的最大特點是在System Generator上實現(xiàn)模塊匹配算法，最終實現(xiàn)目標的跟蹤。

　　模塊匹配算法

　　匹配就是建立這些聯(lián)系的技術和過程。建立聯(lián)系的目的是為了用已知解釋未知。

　　模板就是一幅已知的小圖像。

　　模板匹配就是在一幅大圖像中搜尋目標，已知該圖中有要找的目標，且該目標同模板有相同的尺寸、方向和圖像，通過一定的算法可以在圖中找到目標，確定其坐標位置。即用一個包含m* n個像素的模板圖像，在待匹配圖像中的ROI區(qū)域(假設m* n)中滑動，計算模板圖像和待匹配圖像中的相同大小的子圖像的相關系數(shù)，當相關系數(shù)的值取極值時的匹配子圖像認為是與模板圖像最接近的區(qū)域，而這個區(qū)域的中心認為是最佳跟蹤點。求相關系數(shù)公式如式(*)所示：

　　式中，R(x,y)為模板和待匹配圖像的相關系數(shù);r(l,k)是模板圖像像素;g(x,y)是待匹配圖像像素，1≤x≤M-m+1，1≤y≤N-n+1。計算得到的最小R(x,y)的位置就是目標位置。為提高計算速度，取一個誤差閾值R0(x,y)，當R>R0時就停止該點的計算　，繼續(xù)下一點計算。本文中的模板采用的是13x13的預先設置好的固定模板。