嵌入式運動物體自動跟蹤視頻監(jiān)控器的設計實現(xiàn).pdf

1、隨著中國經濟的快速發(fā)展和人民生活水平的提高，國內外的一些恐怖事件和工廠礦井等突發(fā)事件促使了人民的安防和自我保護意識的提高。同時，近幾年來計算機硬件和軟件技術遵循著摩爾定律高速發(fā)展，使得安防產業(yè)的科學化、信息化和智能化成為了可能。
　　 本文設計了基于Linux操作系統(tǒng)、PXA270嵌入式微處理器硬件平臺、采用高清IP攝像機和云臺實現(xiàn)的嵌入式運動物體自動跟蹤監(jiān)控器系統(tǒng)。該設計能夠驅動云臺旋轉來監(jiān)控和跟蹤運動目標，使得被跟蹤的目標一

2、直出現(xiàn)在監(jiān)控畫面中，直到目標丟失。
　　 該論文主要從兩個方面進行闡述：
　　 1、算法的分析與設計：
　　 這一部分主要完成了高效的MJPEG圖像分離算法，在幀差法和背景差法的基礎上提出了新的幀差法提取背景的算法。通過詳細分析和研究了OpenCV庫中提供的最小特征值的角點提取算法，采用定位在運動目標上的離散角點來描述運動目標，最后詳細分析和研究了LK的金字塔算法，采用了OpenCV庫提供的LK金字塔光流算法在當

3、前幀中查找運動目標，計算出運動目標的中心在當前畫面中的位置，然后驅動云臺運動，使得目標物體逐漸向畫面的中央進行逼近，直到目標運動物體丟失(反應在程序處理中是描述運動物體的所有離散角點的完全丟失)，最后停止云臺的運動，重新進行以上的背景提取和目標計算的過程循環(huán)。
　　 2、程序的移植和優(yōu)化：
　　 由于設計最終的運行平臺是在武耀博德公司的PXA270實驗平臺上，設計中采用了大量的復雜算法，必須采用PXA270的Wirele

4、ss MMX技術來優(yōu)化程序，使得處理器的性能發(fā)揮到最大。該實驗平臺給出的交叉編譯器不支持Wireless MMX指令集，運行的Linux操作系統(tǒng)為Linux2.4內核，均不能發(fā)揮出處理器的最大性能。
　　 該部分主要完成了兩個內容：
　　 1)、PXA270平臺的搭建：
　　 首先采用了GUN提供的cross-tool為PXA270定制并編譯生成了一個支持WirelessMMX和EABI(The Embedded

5、 Application Binary Interface)的編譯器，然后針對PXA270的硬件平臺移植了Linux2.6.28內核，開啟了操作系統(tǒng)的浮點模擬器、WMMX技術、FrameBuffer和網絡端口的支持，最后采用BusyBox制作了自己的文件系統(tǒng)，使得運行在PXA270上的操作系統(tǒng)得到最大的優(yōu)化。
　　 2)、OpenCV庫和程序的優(yōu)化
　　 Intel提出的Wireless MMX技術采用了SIMD指令集，

6、可以同時對64位、最大8個單元的字節(jié)數(shù)據同時運算。在程序中沒有加入WMMX指令集的時候，編譯器是無法智能的為代碼自動產生WMMX技術支持的匯編指令。程序中，背景提取、特征點的計算、LK光流算法均含有消耗CPU時間的大量矩陣浮點計算，在詳細研究了Intel給出的WMMX指令集后，完成了對程序中使用到的OpenCV庫函數(shù)的優(yōu)化和程序本身的優(yōu)化。
　　 由于PXA270處理器本身并不支持浮點運算指令，采用的是Linux內核中提供的浮點