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基于ARM的智能视频监控系统的研究与设计

作　者: 李宇飞
导　师: 嵇启春
学　校: 西安建筑科技大学
专　业: 控制理论与控制工程
关键词: 智能视频监控 ARM Linux 运动目标检测目标跟踪
分类号: TP277
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

视频监控系统广泛应用于生产、生活的安防系统中，利用网络技术、智能技术，提高视频监控系统的智能性是目前研究的一个热点。论文设计了一套基于ARM的智能视频监控系统，对系统硬件和软件进行了详细设计并对智能视频监控中的目标检测和跟踪算法进行了研究。系统以i.MX27处理器作为主控制器，其上运行Linux实时操作系统，通过摄像头对视频图像进行采集和压缩，将运动目标检测和跟踪等智能算法集成到ARM920T内核中，提取视频图像中感兴趣的区域或目标。将目标特征信息反馈给i.MX27，控制对视频图像采集，并使监控图像传送到上位主机。在智能视频监控系统硬件电路设计的基础上，本文完成了嵌入式Linux系统软件开发环境的搭建；然后在Linux系统平台上对系统软件和应用软件进行了设计，结合多线程技术保证整个系统完整稳定地运行。本文介绍了图像的预处理技术以及图像的后期处理技术。针对静态背景下运动目标检测，确定了一套以背景差分法为核心的运动目标检测方法，在算法中对基于统计平均法的背景建模进行了详细介绍，并详细分析了修复初始建模背景中出现的错误区域的方法。仿真结果表明在一定条件下该算法可以完整、及时地检测出运动目标。在研究了运动目标检测算法的基础上，首先介绍了基于图像匹配的跟踪方法，重点对运动目标质心的提取进行了研究，然后提出了一种以检测背景与目标之间具有相对速度的位置来跟踪目标的方法。最后通过MATLAB对算法进行了仿真研究，结果表明在静态背景下能够完整地获取目标轨迹以及瞬时运动速度参数。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-8
1 绪论  8-16
  1.1 课题研究的背景及意义  8-9
  1.2 智能视频监控发展概况  9-11
    1.2.1 视频监控的发展  9-10
    1.2.2 智能视频监控的发展  10-11
  1.3 国内外研究现状  11-14
    1.3.1 视频监控研究现状  11-13
    1.3.2 目标检测与跟踪研究现状  13-14
  1.4 论文研究内容  14-16
2 智能视频监控系统  16-40
  2.1 系统的总体框架  16-17
  2.2 智能监控前端硬件平台  17-18
  2.3 系统前端硬件电路设计  18-22
    2.3.1 JTAG 和 URAT 接口电路设计  18-19
    2.3.2 电源和复位电路设计  19-20
    2.3.3 USB 和以太网接口电路设计  20-22
  2.4 系统中软件的整体构架  22-39
    2.4.1 Linux 开发环境的搭建  23-29
    2.4.2 智能视频应用程序设计  29-39
  2.5 小结  39-40
3 运动目标检测  40-51
  3.1 图像预处理  40-44
  3.2 目标检测算法  44-50
    3.2.1 背景更新  44-48
    3.2.2 阈值分割检测  48-50
  3.3 小结  50-51
4 运动目标跟踪  51-59
  4.1 运动目标跟踪方法概述  51-53
    4.1.1 基于匹配准则的跟踪方法  51-52
    4.1.2 基于目标运动特点的跟踪方法  52-53
  4.2 本文运动目标跟踪算法  53-56
    4.2.1 目标质心提取  53-54
    4.2.2 目标跟踪原理  54-55
    4.2.3 运动目标信息提取  55-56
  4.3 真实背景下运动目标跟踪仿真效果  56-58
    4.3.1 白墙背景单目标跟踪  56-57
    4.3.2 校园小路背景多目标跟踪  57-58
  4.4 小结  58-59
5 总结与展望  59-61
致谢  61-62
参考文献  62-65
附录作者在读硕士期间研究成果  65

基于ARM的智能视频监控系统的研究与设计

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