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OpenHW2015一等奖-基于zynq的高清视频实时运动检测与识别

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发表于 2015-6-30 08:09 | 显示全部楼层 |阅读模式


【参赛单位】       北京交通大学
【团队名称】       bjtu阿童木
【指导教师】        王  东
【项目简介】

项目意义
      公共场所的安全问题受到越来越多的关注,由于人力资源有限,通常采用视频进行监控。因此,高清监控是目前安防行业所趋,更高的像素、更好的画质、更强的视频处理能力是多数厂商着重研究的方向。同时,在人机交互中,通过简单、直观的动作与机器进行交互,更贴近人性化设计。
      现有的手段都是通过PC机平台实现,而采用ARM + FPGA的实现方式,相比于PC机,方便携带使用,成本低,节省资源。


系统设计
我们使用的平台是Zedboard开发板,该开发板搭载了Xilinx公司推出的Zynq系列全可编程SoC芯片。通过自行开发的1080p60Hz高清视频接入板卡,通过FPGA+ARM的软硬件协同设计,实现了对高清视频中运动动作的实时检测与识别。
我们基于HMAX模型,提出了适合软硬件协同设计的算法,该算法流程如图1所示。图1中绿色框内是将计算密集型,适合并行处理的部分在Zynq中的FPGA实现,红色框内是将控制密集型的特征学习与识别部分在Zynq的ARM中实现。系统框图如图2所示。
对算法优化和改进后,在Zynq中使用的PL资源如图3所示。图3左半部分为使用 Vivado实现后资源利用百分百条形图,其中FFs使用45%,LUTs 使用76%,DSP48资源使用21%,片上RAM使用19%。分类的使用情况如图3中饼状图所示,其中绿色代表剩余可用硬件资源,红色代表算法特征提取算法消耗的资源。可见,系统还剩余足够的资源,可用于构建其他加速功能。
最终,实现的系统实物图,如图4所示。图中包含Zedboard硬件开发平台、1080p高清显示器、高清输入摄像头等。

项目特点
1.       以HMAX(视觉感知层次化计算)模型为计算思想,对神经元的细节功能进行完全模拟和逼近的处理方式。提出了 适合硬件电路实现的运动特征提取算法,以较低的运算复杂度获取具有较强表现力的运动特征。
2.       采用ARM+FPGA软硬件协同设计方法,实现了SoC片内架构设计,系统可扩展性强。
3.       尝试了HLS设计方法,使用高级语言快速实现算法级开发,并自动转化成硬件可综合的RTL级语言。
4.       该系统支持在线学习在线建库,可以将用户自定义的运动动作添加到我们的识别库中。
5.       为Zedboard开发板设计了一块HDMI转FMC的高清视频接入板卡。






ID2809-基于Zynq的高清视频实时运动检测与识别-项目宣传V7.pdf

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项目宣传

ID2809-基于Zynq的高清视频实时运动检测与识别(更新).pdf

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发表于 2015-7-7 17:25 | 显示全部楼层
学习了,项目很牛气!!!楼主有写一些参赛手记吗?求拜读
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 楼主| 发表于 2015-7-8 16:29 | 显示全部楼层
本帖最后由 佚名_乐 于 2016-4-4 18:55 编辑
球球345 发表于 2015-7-7 17:25
学习了,项目很牛气!!!楼主有写一些参赛手记吗?求拜读

前段时间写了几篇。最近在写答辩PPT,真的没空再写,有空了再写硬件架构设计,Linux系统,K均值聚类,SVM分类等HLS:
http://www.openhw.org/module/forum/thread-595918-1-2.html
http://www.openhw.org/module/forum/thread-595919-1-2.html

http://www.openhw.org/module/forum/thread-595965-1-2.html
系统移植:
http://www.openhw.org/module/forum/thread-596183-1-1.html
---------------------------------更新------------------------------------------------
http://www.openhw.org/module/forum/thread-597540-1-1.html




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发表于 2015-7-20 15:21 | 显示全部楼层
学习了项目很不错
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发表于 2015-8-5 19:26 | 显示全部楼层
好厉害啊  !
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发表于 2015-8-17 10:04 | 显示全部楼层
项目资料作为附件上传,感谢
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发表于 2015-8-26 15:41 | 显示全部楼层
项目相当的牛气,要向楼主好好学习了。楼主一定要经常来社区
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发表于 2017-5-10 12:49 | 显示全部楼层
不错,谢谢发现
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发表于 2017-5-10 13:01 | 显示全部楼层
看上去很不错的样子
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发表于 2017-5-10 13:02 | 显示全部楼层
好好学习下作者的成果
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