基于DM642的运动跟踪系统的设计与实现

论文摘要

实时目标跟踪技术是计算机视觉领域中的研究热点之一。随着公共安全需求的提高,视频监控系统在国民生活的许多方面得到广泛应用,如安全检测、机器人导航、人机交互、军事应用等领域。当前大部分运动跟踪系统都是以个人电脑为基础框架,通过若干个摄影机来获取视频数据,接着再运算,来实现系统希望达到的功能。在传统的运动跟踪系统中,电脑的中央处理器除了要获取视频图像数据外,还要执行视窗作业系统,这些程序往往会给电脑内的中央处理器造成庞大的负担,因而导致整个系统效率降低,而且个人电脑体积庞大,高耗功率,不适于独立作业的要求。所以本论文利用美国德州仪器（TI）公司生产的数字信号处理器TMS320DM642结合CCS（CodeComposer Studio）软件系统作为开发平台,设计出适合独立作业的运动跟踪系统。论文主要的内容包括以下几个方面:1)介绍了视频系统的发展状况,并对已应用于视频监控的智能化技术进行了综述。2)对本论文设计的系统进行了描述,包括完整的硬件组成及系统程序流程。3)介绍现有的运动检测技术,并研究了适用于DM642硬件平台上对运动检测的算法,详细描述了如何对检测出来的二值化图像进行预处理,使之更有利于后续的分割和跟踪程序。4)设计了基于DM642的运动物体分割及跟踪程序,并给出实验结果。为了满足运动跟踪目标系统的实时性要求,提出了基于块匹配的运动估计的跟踪方法。5)介绍了DM642芯片的特点和系统开发板ICETEK-DM642-PCI,以及用它来进行视频处理的原因,给出了建立该工程的硬件平台和软件平台,为实现提出的目标提供了技术前提。6)进行单目标跟踪系统的设计与代码实现,其主要内容为如何设定DSP,并在编译程序前所要做的重要设置和注意事项,以及如何利用选项来提高数据处理的速度。7)论文末尾对该系统的功能和用途进行了总结,并对将来的应用前景进行了展望。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 英文缩略词
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景与目的
• 1.2 研究方法
• 1.3 课题完成过程
• 第二章 实时单目标运动物体检测与跟踪系统架构
• 2.1 视频输入输出程序
• 2.2 运动物体检测系统
• 2.3 运动物体跟踪系统
• 2.4 相关硬件设备
• 第三章 运动物体检测研究及实现
• 3.1 运动检测的基本方法及实现
• 3.1.1 时间差分法
• 3.1.2 光流场技术
• 3.1.3 背景相减法
• 3.1.4 本课题所采用的算法及实验结果
• 3.2 图像预处理
• 3.2.1 低通滤波器
• 3.2.2 修补运动物体区域
• 第四章 图像分割及运动跟踪的研究
• 4.1 图像分割技术研究
• 4.1.1 基于区域生成的分割方法
• 4.1.2 基于边界的分割方法
• 4.1.3 坐标映射分割法
• 4.2 运动跟踪方法研究与设计
• 4.2.1 图像特征提取常用方法
• 4.2.2 模块匹配法
• 第五章 系统开发软硬件平台
• 5.1 DM642硬件结构
• 5.2 DM642的中央处理器
• 5.3 DM642的存储器
• 5.4 EDMA控制机制
• 5.4.1 EDMA控制器概述
• 5.4.2 EDMA传输参数组
• 5.4.3 多组EDMA参数的连接
• 5.4.4 利用乒乓缓冲传输视频数据
• 5.5 TMS320DM642视频口
• 5.6 CCS软件系统发展
• 5.7 实时操作系统DSP/BIOS
• 5.8 图像/视频处理库
• 第六章 运动物体跟踪系统的实现
• 6.1 DSP/BIOS设定
• 6.1.1 全局设定（Global Settings）
• 6.1.2 存储器设定（MEM-Memory Section Manager）
• 6.1.3 视频连接口设定（User-Defined Devices）
• 6.2 系统实现
• 6.2.1.视频输入输出程序
• 6.2.2.运动物体检测及跟踪程序
• 6.3 编译选项（Build Options）的重要设定
• 6.4 系统性能测试
• 结论语
• 参考文献
• 致谢
• 读学位期间发表的学术论文
• 学位论文评阅及答辩情况表