近年来,随着图像跟踪技术突飞猛进的发展以及人们对图像跟踪技术接触的不断频繁,越来越多的人意识到图像跟踪技术已成为人类认识和改造这个世界的重要手段。目前,图像跟踪技术已经应用到很多领域,渗入到各行各业,在医学、公安、交通等领域具有广阔的应用前景。模板匹配和目标跟踪是视频图像实时处理中的难点问题,以往系统设计中,由于器件的运算速度有限,不能够做到大规模的模板匹配和大范围的搜索运算。而完全依赖ABS等算法对模板进行压缩又会丢失大量信息,造成匹配精度不高和跟踪不稳定,多处理器工作方式是实时视频处理系统设计的唯一解决方法。但是以往设计中,大量系统资源被用于总线控制和系统间数据传输,影响了系统性能的发挥。本文针对视频的大数据流量与极高处理速度的特点,以及对复杂目标跟踪实时性的要求,同时结合已有技术储备及当前先进器件,以TMS320DM642芯片(DSP)和EP3C25F324C7芯片(FPGA)为主体,设计了一套基于DM642的图像跟踪系统。FPGA完成模板匹配计算,系统根据匹配结果自适应更新模板,满足视频位移、缩放、旋转等需求。由于模板匹配计算与视频通道隔离,避免了一般多DSP系统出现的图像迟滞等现象,同时FPGA的并行处理方式极大提高了系统的数据处理量和处理速度。论文研究对比了基于ABS、归一化互相关匹配以及图像矩这三种图像匹配算法的优缺点,从而总结出基于归一化互相关匹配的图像匹配算法,利用归一化互相关匹配算法的高准确性和适应性,以及其对图像的灰度线性畸变具有不变性,通过计算模板和待匹配图像的互相关值来确定匹配的程度,能快速的搜索出实时图像和模板图像的之间的最佳匹配位置,对目标采用更新策略,最终实现快速、稳定跟踪。外场试验表明,基于DSP+FPGA的模板匹配实时跟踪系统,具有结构灵活、通用性强的特点。系统在进行复杂算法和目标提取方面比以前的单DSP系统更容易满足实时性要求,对于720×625象素图像数据的处理能力可以达到或超过每秒25帧,最大匹配模板可以达到128×128象素。