目标跟踪是计算机视觉领域的一个研究热点,在视频监控、行人跟踪等领域得到广泛应用。由于现有的目标跟踪系统在跟踪旋转、缩放的目标时,系统的跟踪精度及实时性存在诸多限制,为此,本文提出一种基于特征点和卡尔曼滤波的跟踪算法,采用Xilinx公司的Spartan-6 FPGA,设计了一个单目标跟踪系统。系统跟踪算法采用DoG(高斯差分)算子和Canny算法检测特征点,利用简化的SIFT描述子进行匹配,使用方向约束与偏移距离众数提纯匹配点,并通过卡尔曼滤波预测目标位置,实现实时精确跟踪。系统设计中,首先对提出的算法的可行性进行仿真验证,其次通过CCD、TVP5158、 TFP410、 FPGA、显示器等器件搭建跟踪系统的硬件平台,在此基础上,在FPGA平台上设计实现了DoG极值点检测、Canny边缘检测、特征点描述、特征点匹配、卡尔曼滤波等模块,最后采用跟踪系统对真实场景中的人进行了跟踪实验。实验结果表明,所设计的系统能够处理帧频为25帧/秒、分辨率为720×576的视频图像,并且能够对旋转、缩放的目标进行精确实时的跟踪,满足系统的设计要求。