随着信息化和智能化的发展,智能视频监控系统已经成为研究重点,其中运动检测与跟踪算法的实现和视频处理速度一直都是系统实现的难点,另外跟踪后的视频进行压缩编码对以后的传输和存储也非常重要。本设计采用FPGA平台,利用其并行处理机制和强大的运算能力来提高系统的处理速度和性能。通过网上和图书馆查阅大量文献和书籍,目前嵌入式系统大多采用软件实现运动检测与跟踪算法,采用硬件平台实现目前大多数不能满足实时监控以及存储回放的需求。因此,本文提出一种基于FPGA的视频监控与跟踪系统设计与实现,利用硬件并行实现各个模块,使处理速度得到了极大改善并且满足了系统要求。本文通过搭建视频监控与跟踪系统的硬件平台和软件系统,将系统划分成模块进行设计与实现。通过D5M摄像头采集视频图像,转换成RGB格式缓存于SDRAM中,实现视频采集;通过灰度变换,改进的中值滤波算法和提出的一种改进的背景差分法获取运动目标区域,实现运动检测并经过形态学处理后利用改进的自适应质心跟踪法对目标进行跟踪;将检测与跟踪处理后的RGB图像进行MJPEG视频编码,采用自己设计的乘累加除单元将核心模块DCT变换与量化结合,提高编码效率,最终封装成AVI视频流,实现视频编码;调用现有的SD卡控制器IP核,实现视频流的实时存储;通过VGA显示器实时显示运动检测与跟踪结果。同时,以NIOS Ⅱ软核处理器作为控制核心,实现以上模块间的调度。最后,整个系统在友晶公司的VEEK多媒体开发平台上验证实现。利用Qsys搭建测试系统,经过多种测试本系统处理320×240大小RGB图像的速度为30帧/秒,实现了运动目标实时监控与跟踪,正确率达到90%以上;设计的MJPEG视频编码IP核,工作在20M频率下,对RGB图像进行MJPEG视频编码,生成可连贯播放的视频,在320×240分辨率下帧率为30帧/秒,在640×480分辨率下帧率为15帧/秒并以AVI视频格式实时存储于SD卡中。系统实现了预期功能,具有较好的实时性和准确率,且系统有很好可移植性和进步空间,具有广泛的应用前景。