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基于DM6437的车载红外行人检测系统的设计与实现

作　者: 廖永贵
导　师: 刘琼; 赵飞宇
学　校: 华南理工大学
专　业: 软件工程
关键词: 红外行人检测 DM6437 图像分割特征提取系统优化
分类号: TP274
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 29次
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内容摘要

驾驶员在夜间行车时，容易受到视线不清、疲劳驾驶、注意力不集中等因素的影响，往往比白天更容易发生交通事故。因此，研究与实现一种实时的车载夜间行人检测系统，对于减少夜间交通事故，提高安全驾驶具有现实的意义。由于红外摄像头根据热成像原理成像，而且几乎不受光照条件的影响，能够在夜间环境下获取高质量的红外图像。因此，本文采用红外摄像头作为图像采集设备。TI公司推出的Davinci系列的DSP对各种数字视频的处理进行了深度的优化，具有强大的数据处理能力，是实现行人检测系统非常理想的硬件平台。本文使用CCS3.3集成开发环境，在TI公司提供的DM6437硬件平台上实现行人检测系统。在图像分割阶段，采用动态双阈值分割和Sobel算子提取边缘与投影结合的分割方法，最大限度地获取感兴趣区域，并采用隔行分割的方法对实时性进行了优化。在行人特征提取阶段，本文分别提取了HOG特征和LBP特征，二者结合比仅仅使用HOG特征能更好地对行人特征进行描述。为了有效地降低虚警，本文还提出一种车辆检测的方法，对可能在摄像头前方的汽车上产生的虚警进行有效地抑制。在系统的优化方面，本文根据DM6437硬件平台的特点，建立了一个基于XDC工具的DSP/BIOS实时操作系统的工程，为最大限度地提高系统的实时性提供了良好的机制。作为一种定点DSP，DM6437在处理浮点数运算时会变得很慢，本文采用IQmath库对浮点运算进行优化。VLIB库的使用，也使系统在图像预处理阶段的速度得到极大的提升。在代码的编写方面，本文尽量采用软件流水方式进行编程。如内联函数的优化、多重循环的展开、减少简单函数的调用和跳转等。最后，本文还对系统进行了大量的测试。针对各个季节的红外视频数据进行测试，结果表明本系统基本符合实用性的要求，目前已形成产品进入市场。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-10
第一章绪论  10-16
  1.1 课题研究背景及意义  10-12
  1.2 国内外研究现状  12-14
    1.2.1 国外研究现状  12-13
    1.2.2 国内研究现状  13-14
  1.3 本文的主要工作及章节安排  14-16
第二章基于图像的行人检测方法  16-22
  2.1 传感器设备的选择  16-17
  2.2 行人检测图像分割  17-19
    2.2.1 滑窗法分割  17-18
    2.2.2 阈值分割  18-19
  2.3 行人特征提取  19-20
  2.4 本章小结  20-22
第三章硬件开发平台概述与系统平台的搭建  22-32
  3.1 DaVinci 技术  22-23
  3.2 DM6437 平台概况  23-25
  3.3 CCS3.3 集成开发环境  25
  3.4 DSP/BIOS 实时操作系统  25-26
  3.5 DVSDK 数字视频开发套件与 XDC  26-27
  3.6 DaVinci 软件开发流程  27-28
  3.7 系统开发平台的搭建  28-31
    3.7.1 CCS3.3 集成开发环境的安装  29
    3.7.2 DSP 仿真器驱动的安装与 CCS 的配置  29-30
    3.7.3 DVSDK 的安装  30-31
  3.8 本章小结  31-32
第四章行人检测系统在 DM6437 的实现与优化  32-64
  4.1 XDC 工具链的配置  32-33
  4.2 在 CCS3.3 环境下建立 DSP/BIOS 工程  33-38
  4.3 红外视频的采集与输入输出  38-40
  4.4 行人检测系统模块图与系统流程图  40-41
  4.5 输入图像模块  41-42
  4.6 候选区域获取模块  42-48
    4.6.1 图像分割  42-45
    4.6.2 形态学处理及感兴趣区域提取  45-48
  4.7 初级特征过滤模块  48-49
    4.7.1 一维 Haar-like 特征  48
    4.7.2 中部填充率  48-49
  4.8 复杂特征提取及检测模块  49-52
    4.8.1 HOG 特征提取  49-51
    4.8.2 LBP 特征提取  51-52
    4.8.3 SVM+HOG+LBP 判决  52
  4.9 多帧校验  52-53
  4.10 汽车检测  53-56
  4.11 检测框融合与警告  56-57
  4.12 系统优化  57-63
    4.12.1 IQmath 库的使用  58-60
    4.12.2 优化编译选项  60-61
    4.12.3 内联函数优化  61-62
    4.12.4 循环展开  62
    4.12.5 分割的优化  62-63
  4.13 本章小结  63-64
第五章系统测试与分析  64-68
  5.1 系统实时性测试  64
  5.2 系统检测率和虚警率测试  64-68
第六章总结与展望  68-69
参考文献  69-71
攻读硕士学位期间取得的研究成果  71-72
致谢  72-73
附件  73

基于DM6437的车载红外行人检测系统的设计与实现

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