基于DSP的视频运动目标检测与跟踪系统的研究

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视频运动目标检测是数字视频处理、分析应用的一个重要领域,在民用和军事上有着广泛的应用。随着微电子技术的迅猛发展,数字信号处理器件的工作度越来越快,同时视频目标实时处理技术的研究也得到相应突破,使得视频目标实时处理成为可能,并成为当前研究的热点。 本文的主要工作在用基于TMS320C6711的硬件系统实现了视频图像中运动目标检测及其实时跟踪。在跟踪过程中,提出了一种先用Kalmam滤波器预测当前帧中的窗口中心,再采用质心递推的跟踪算法跟踪目标,使得窗口中心的调整时间大大缩短。 系统在伺服机构的控制下对运动目标进行跟踪检测时,往往伴随着摄像机的跟踪运动,这将导致视频背景的相应运动,这种运动表现为全局运动。为了将目标运动与背景运动区分开来,就需要对背景的全局运动进行补偿。本文介绍了基于块分析法的运动背景补偿算法,并对传统的运动量估计算法加以改进,然后采用基于平行投影的六参数仿射模型对运动背景进行全局运动补偿,试验表明改进后的算法有更好的补偿效果。 在运动目标分割中,首先对序列图像中当前帧进行全局运动估计和背景运动补偿校正,并将校正后的当前帧与前一帧进行差分,检测提取出运动目标可能存在区域。根据提取的运动存在区域采用二维最大类间方差法对这些区域进行二次阈值分割,得到了只存在运动目标区域以及少量孤立噪声点的二值图像。实验结果表明,该检测技术取得了较好的检测效果。 本文通过对视频目标检测、跟踪系统任务流和数据流分析研究,给出了系统的流结构模型,在此基础上,本文以realtime公司的ICETEK-C6711-A板和ICETEK-IDK-YUV板为基础,建立了一个基于PC机和TMS320C6711的跟踪系统,以PC机作为主控计算机,TMS320C6711作为算法处理器的主从结构,充分利用DSP的强大数据处理能力对图像信息进行处理,实现实时跟踪。
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