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基于PowerPC的高清视频监控系统的设计与实现

作　者: 张巨
导　师: 王鸿鹏
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 计算机科学与技术
关键词: 视频监控 JPEG2000 混合高斯背景建模 目标生长 区域标记
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要


高清化和智能化是视频监控系统发展的趋势,也是衡量系统优劣的重要标准。高清化主要反映在分辨率上,而智能化主要体现在后期的视频处理上。本文从系统架构设计与实现的角度提高了视频的分辨率,分析并优化了一些算法来处理后期的视频图像,从而提高了系统的智能化程度。由于目前影响视频分辨率的主要技术是对视频的压缩和传输,视频的采集和存储已不再是制约该性能的主要因素了。系统架构的设计主要从视频图像的性能和法律取证因素的角度考虑,采用静态图像压缩算法JPEG2000作为视频图像的压缩算法,压缩比相对较小,数据码率较大。PowerPC系列的MPC8315中eLBC的UPM传输方式相对目前用的较多的PCI具有较大码率,从而可以弥补压缩算法所带来的不足。本系统可以实现1280×1024的分辨率,采集为30帧/s。相对于目前较为清晰的D1标准,提高了分辨率,实现了阶段的高清化。对系统智能化的提高,主要体现在后期的视频处理上。本文通过对交通视频图像中车辆检测的实现来说明智能化的进度,因为车辆检测被公认为是智能交通系统中的基础核心问题。高清化处理后的数据能给提供很多信息上的宝贵细节,但数倍数据的增长,使得用原有的视频图像智能处理算法会出现很大的延迟,实时性明显达不到要求。通过对混过高斯背景建模算法的研究,优化了背景更新算法,在几乎不改变准确率的前提下提高了背景更新的速度,为进一步的操作提供了较好的基础。另外,本文提出了目标生长和区域标记相结合的算法对运动目标进行分割,实验结果表明分割效果非常好。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-10
第1章 绪论  10-15
  1.1 课题背景及意义  10
  1.2 视频监控系统简介  10-13
    1.2.1 视频监控系统的性能特点  10-11
    1.2.2 视频监控系统的应用  11
    1.2.3 国内外研究现状及分析  11-13
  1.3 本文主要研究工作  13-14
  1.4 本文结构安排  14-15
第2章 视频监控系统的架构  15-20
  2.1 视频监控系统的布局架构  15-16
  2.2 视频监控系统的硬件架构  16-19
    2.2.1 ARM+DSP  16-17
    2.2.2 PowerPC+FPGA  17-19
  2.3 本章小结  19-20
第3章 视频监控系统的硬件实现  20-30
  3.1 MPC8315 简介  20-22
    3.1.1 MPC8315E  21
    3.1.2 MPC8315ERDB  21-22
  3.2 传输接口设计与实现  22-26
    3.2.1 PCI 接口  23
    3.2.2 eLBC 接口  23-26
  3.3 压缩接口设计与实现  26-28
    3.3.1 JPEG2000 压缩算法介绍  26-27
    3.3.2 JPEG2000 压缩接口设计与实现  27-28
  3.4 本章小结  28-30
第4章 运动目标检测  30-43
  4.1 运动目标检测技术概述  30-32
    4.1.1 相邻帧差法  30-31
    4.1.2 光流法  31-32
    4.1.3 背景差法  32
  4.2 背景建模  32-36
    4.2.1 中值法  33
    4.2.2 均值法  33
    4.2.3 单高斯建模法  33-34
    4.2.4 混合高斯建模法  34-36
  4.3 改进的混合高斯背景建模  36-39
    4.3.1 模型建立  36-37
    4.3.2 ROI 提取  37-38
    4.3.3 模型更新  38-39
  4.4 改进GMM 算法仿真实验结果及分析  39-42
  4.5 本章小结  42-43
第5章 运动目标分割  43-56
  5.1 运动目标分割算法简介  43-45
    5.1.1 时域和空域分割法  43-44
    5.1.2 时空融合分割法  44
    5.1.3 目标分割的性能评价  44-45
  5.2 运动目标分割预处理  45-50
    5.2.1 轮廓检测  46-47
    5.2.2 形态学处理  47-50
  5.3 目标分割  50-53
    5.3.1 区域生长  50-52
    5.3.2 邻域标记  52-53
  5.4 目标分割仿真实验结果及分析  53-55
  5.5 本章小结  55-56
结论  56-57
参考文献  57-62
致谢  62

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 计算机的应用 > 信息处理（信息加工） > 模式识别与装置 > 图像识别及其装置
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