学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

基于多核DSP红外目标特征跟踪技术

作　者: 胡楷
导　师: 钱惟贤
学　校: 南京理工大学
专　业: 光学工程
关键词: 目标跟踪特征提取主成分分析 KLT TMS320C6678
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2014年
下　载: 55次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

随着科学技术日新月异的发展,以及国家对国防事业和安防领域的重视,计算机视觉随之也不断的发展与壮大,目标跟踪方面成为其中不可缺少的部分。同时数字信号处理器在性能上也不断的提高,使以前难以处理复杂算法的以及不能满足实时性的方法得到了解决,尤其是TI公司推出的高性能DSP,使图像处理技术提升了一个高度。本课题主要设计了基于特征点的目标跟踪系统,其中包含算法的研究、硬件平台的设计、算法在硬件平台上的实现、系统的优化四部分。目前存在的大多数特征点跟踪算法只是考虑了相邻两帧的情况,而忽略了之前图像帧的特征信息。本课题在原本的Kanade-Lucas-Tomasi(KLT)算法基础上,采用了一种新的基于特征点跟踪方法：首先通过实时训练特征空间,构成图像训练的集合,然后通过高斯-牛顿迭代方法取出目标的特征点,然后通过改进的KLT匹配算法对目标进行准确的跟踪。该算法有效的避免了目标尺度,角度的大幅度变化以及暂时遮挡情况。通过实际的序列图像分析了算法的性能,并与其他算法做出了比较。同时研究设计了以八核DSP(TMS320C6678)为核心处理器,并且结合了FPGA数字视频图像采集的硬件平台,并且针对TMS320C6678的内部特点以及算法的特点,提出了优化的方法。最终实现了对实时传输的视频图像中红外运动目标进行准确的跟踪。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-7
1 绪论  7-19
  1.1 红外成像技术的介绍  7-8
  1.2 目标跟踪研究的背景与意义  8-10
  1.3 目标跟踪常用方法  10-14
    1.3.1 基于区域的跟踪  12
    1.3.2 基于活动轮廓的跟踪  12
    1.3.3 基于模型的跟踪  12-13
    1.3.4 基于特征的跟踪  13-14
  1.4 数字信号处理器(DSP)的发展以及在图像处理方面的优势  14-16
  1.5 主要研究的任务以及论文结构  16-19
    1.5.1 主要研究任务  16-17
    1.5.2 论文结构  17-19
2 基于目标特征跟踪的理论分析  19-38
  2.1 红外视频信号处理流程  19
  2.2 红外图像的预处理  19-23
    2.2.1 非均匀性校正  19-21
    2.2.2 直方图均衡化  21-23
  2.3 基于特征的目标跟踪方法  23-30
    2.3.1 图像特征提取的研究  23-25
    2.3.2 基于特征的跟踪  25-30
  2.4 基于KLT特征点目标跟踪算法实现  30-37
    2.4.1 KLT特征点检测算法原理  31-32
    2.4.2 KLT特征点跟踪  32-35
    2.4.3 算法实现流程  35
    2.4.4 结果分析  35-37
  2.5 本章总结  37-38
3 PCA-KLT特征点跟踪算法  38-62
  3.1 主成分分析方法  38-49
    3.1.1 数据表示方法  38-39
    3.1.2 协方差  39-40
    3.1.3 K-L变换  40-42
    3.1.4 奇异值分解(SVD)  42-46
    3.1.5 PCA基本原理  46-49
  3.2 基于PCA-KLT特征点跟踪算法  49-61
    3.2.1 特征描述  49-50
    3.2.2 更新特征向量以及均值  50
    3.2.3 特征点跟踪  50-52
    3.2.4 多尺度跟踪方法  52-53
    3.2.5 算法实现过程  53-55
    3.2.6 算法仿真结果分析  55-61
  3.3 本章小结  61-62
4 基于多核DSP的目标跟踪算法的实现  62-79
  4.1 硬件平台的设计  63-71
    4.1.1 核心处理芯片TMS320C6678  64-65
    4.1.2 基于TMS320C6678的电路设计  65-71
  4.2 软件开发环境的介绍  71-73
    4.2.1 CCSv5集成开发环境介绍  71-72
    4.2.2 SYS/BIOS介绍  72-73
  4.3 基于TMS320C6678的改进的特征点跟踪算法的实现及优化  73-74
    4.3.1 算法并行实现方法  73
    4.3.2 算法优化过程  73-74
  4.4 实验与分析  74-77
  4.5 本章总结  77-79
5 总结与展望  79-81
  5.1 本文总结  79-80
  5.2 后期工作展望  80-81
致谢  81-82
参考文献  82-87
附录  87

基于多核DSP红外目标特征跟踪技术

内容摘要

全文目录

相似论文