目标跟踪技术在现代军事、智能交通、安全监控、人机交互等领域有着日益显著的优势。但实际工程中,实时目标跟踪系统平台的发展制约着它的应用深度。而且,目标跟踪算法仍存在一些问题。它们的研究有着重要的意义,本文针对系统平台的设计和目标跟踪算法的研究做了大量工作。主要研究工作如下:首先,本文通过分析目标跟踪系统的工作特点与成本等因素,提出了系统平台的设计方案,自行研制了一种基于SDI相机的FPGA和DSP实时目标跟踪系统。重点介绍了SDI相机对于实时目标跟踪系统的重要作用。详细说明了视频采集模块、数据处理模块和图像显示模块的电路设计和器件选型。该系统使用TMS320C6748 DSP处理器作为主处理器,承担复杂算法运行和高性能数据处理等任务;同时,采用Spartan-6 FPGA作为从处理器,实现图像采集、数据传输等功能。其次,本文对模板匹配算法、光流法、STC（Spatio-Temporal Context）和KCF（Kernelized Correlation Filters）这四种适用于DSP的主流实时跟踪算法的原理进行了深入的理解与研究,对它们的优缺点做了分析比较。此外,对它们的跟踪效果进行定性和定量分析,并最终选择KCF算法作为实时目标跟踪系统的核心算法。最后,针对KCF算法对目标尺度变换不适应、复杂场景如遮挡不鲁棒的缺点,提出了改进的KCF算法。在原算法基础上增加尺度变换系数判别器用于目标尺度估计,并对目标受遮挡情况进行判断,最终根据目标状态来对跟踪模型进行更新。将改进的算法移植到系统中,并根据DSP的特性优化算法。最后在设计的系统中测试分析跟踪效果。结果证明,本文设计的基于SDI相机的FPGA和DSP实时目标跟踪系统,在满足跟踪效果的同时,跟踪速度最快可达到47fps,符合系统实时性的要求。这表明了系统的有效性和可行性,对实际工程的应用提供了参考价值。