Real－Time Visual Tracking System Using FPGA

Abstract

主動式視覺追蹤系統在電腦視覺研究中是一個有趣且具挑戰性的領域，但是目前仍處 於發展階段尚未有許多實際應用發表。其可能的應用方向非常廣範，例如：安全系統 、自動看護系統、無人駕駛系統、虛擬實境及遠距教學．．．等。在本論文中，我們 提出三個以人體追蹤為基礎的追蹤方法，第一個是利用motion energy資訊來取得移 動物體的輪廓。由於取得motion energy的過程相當簡單，所以本方法具有反應時間 短且容易實作的優點。但在另一方面，它有著在擷取影像時攝影機必需保持靜止和非 目標物體不能出現在鏡頭中的應用限制。所以我們提出第二個追蹤方法，它利用追蹤 物體身上的一段特徵及特徵比對演算法在影像中將追蹤物體辦視出來，我們稱為 pattern mathching approach。它可以解決第一個以motion energy為基礎之方法的 應用限制，但是由於比對演算法的會累積錯誤和計算量龐大，在實際應用時會產生追 蹤不穩定和無法達到即時的缺點。因此我們將比對演算法利用FPGA硬體實作來降低計 算時間，且發展一個利用motion energy資訊來產生特徵並利用pattern matching approach來做連續追蹤的hybrid approach。利用hybrid approach結合FPGA硬體比對 線路可以完成一個即時且精確的追蹤系統。