近年来,随着通信技术、计算机技术、图像处理技术的不断发展,计算机视觉领域已成为当前重要的研究课题之一。而运动目标检测与跟踪是计算机视觉研究的重要组成部分,其融合了模式识别、图像处理、自动控制等许多先进的技术,在工业、军事、医疗、安防监控等方面有着重要的实用价值。本文是以FPGA为核心设计的运动目标检测与跟踪系统,采用软硬件协同设计方式,将其视频图像采集、运动目标检测与跟踪集成在一个体积较小的嵌入式系统上。与DSP、ARM等嵌入式系统相比,FPGA具有内部资源丰富、系统易升级和并行处理能力强等特点。本系统是以Altera公司的Cyclone Ⅱ系列EP2C70为核心,通过对CMOS图像传感器所采集到的视频图像序列进行处理,得到运动目标检测结果,并将检测结果通过跟踪算法对运动目标的轨迹进行跟踪。由于本文采用的是软硬件协同设计方式,将运算量较多的模块,如视频图像的采集、Bayer格式到RGB格式的转换、多端口SDRAM的设计和图像显示的控制用硬件描述语言(Verilog HDL)编程实现,这样可以获得较好的实时性。软件方面主要是在Nios Ⅱ EDS平台下用C语言编程实现运动目标检测与跟踪算法,算法主要使用的是帧间差分法和形心跟踪算法对运动目标检测与跟踪。采用Nios Ⅱ软核处理器使系统易于扩展和维护,而且在Nios Ⅱ EDS平台下用C语言编写算法更容易实现。经过对系统的多次实验表明,本文所设计的检测与跟踪系统可实现在室内环境下对运动目标的检测与跟踪,具有较好的抗干扰能力和实时性,并且对运动目标检测与跟踪准确性比较高。