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多运动目标的检测与跟踪算法研究

作　者: 李凤凯
导　师: 郭继昌
学　校: 天津大学
专　业: 电路与系统
关键词: 多运动目标跟踪特征提取相关匹配软件流水 TMS320DM642
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 249次
引　用: 1次
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内容摘要

多运动目标跟踪技术是数字视频处理的一个重要的研究课题,在民用和军事领域都有着广泛的应用。近年来,随着电子技术的迅猛发展,尤其是高性能数字信号处理器件的出现,使得视频图像的实时处理成为可能,并成为图像处理领域中的一个热点。本文在以TI公司生产的专用多媒体处理数字信号处理芯片TMS320DM642为主处理器的开发平台上,完成了在实验室环境下对多运动目标跟踪的系统设计,并通过RS485串口通信协议,给摄像头云台发送控制指令,使运动目标始终保持在摄像头视野之中。本文研究的内容主要包括图像预处理,多运动目标检测、提取,多运动目标交替切换跟踪,摄像头云台控制信息获取等几个部分:首先本文介绍了数字图像的采集、存储、表示方法,提出了适合此系统数字图像的使用机制;然后,叙述了多运动目标检测算法中的光流法和图像差分法,目标提取过程中的图像二值化算法、质心算法和目标特征求取方法;接下来,阐述了运动目标的相关匹配跟踪算法,详细分析了多运动目标交替切换跟踪的方法,以及摄像头云台控制信息获取的方法,同时说明了系统的搭建过程以及各个算法的程序实现方法,并通过测试检验了设计的正确性。根据系统实时性的要求,对系统中耗时程序代码部分,本文完成了基于TMS320DM642特定内部结构的汇编语言软件流水编排,大大降低了程序的运行时间,提高了系统的执行效率。通过实际测试的结果,本论文构建的系统能够完成对多个运动目标交替切换跟踪。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-8
第一章绪论  8-14
  1.1 引言  8
  1.2 课题研究的背景及意义  8-9
  1.3 运动目标跟踪的基本方法  9-11
  1.4 运动目标跟踪技术的国内外研究现状  11-12
  1.5 本论文的研究任务及结构安排  12-14
第二章运动目标检测方法研究  14-31
  2.1 引言  14-15
  2.2 图像的预处理  15-21
    2.2.1 数字图像的表示方法  15-17
    2.2.2 图像的彩色信号与灰度信号  17-21
  2.3 运动目标的检测方法  21-29
    2.3.1 光流法  21-23
    2.3.2 图像差分法  23-29
  2.4 本章小结  29-31
第三章运动目标提取与跟踪算法的研究  31-42
  3.1 引言  31
  3.2 运动目标的提取算法  31-36
    3.2.1 图像的二值化处理方法  32-34
    3.2.2 运动目标的位置求取方法  34-35
    3.2.3 运动目标特征的提取方法  35-36
  3.3 运动目标跟踪算法  36-41
    3.3.1 图像匹配算法概述  36-37
    3.3.2 基于灰度信息的图像模板相关匹配算法  37-40
    3.3.3 基于图像直方图的目标匹配  40-41
  3.4 本章小结  41-42
第四章多目标跟踪的系统软件设计与测试  42-64
  4.1 多目标跟踪及实现方法概述  42-43
  4.2 多目标跟踪系统的总体设计  43-44
  4.3 图像的采集、存储和使用机制  44-45
  4.4 背景差分检测方法设计  45-47
  4.5 图像二值化处理程序实现  47-49
  4.6 多目标跟踪系统的目标位置求取方法  49-50
  4.7 多目标跟踪系统的目标提取方法设计  50-52
  4.8 多目标交替跟踪的方法  52-53
  4.9 相关匹配方法的系统实现  53-59
    4.9.1 相关匹配算法  53-54
    4.9.2 匹配速度的提高方法  54-59
  4.10 摄像头云台控制信息的获取  59-62
  4.11 多目标跟踪系统的流程  62-63
  4.12 本章小结  63-64
第五章总结与展望  64-66
参考文献  66-70
发表论文和参加科研情况说明  70-71
致谢  71

多运动目标的检测与跟踪算法研究

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