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《中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所)》 2003年
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嵌入式彩色电视跟踪系统的设计和实现

顾海军  
【摘要】: 本文介绍电视跟踪的发展历史和现状,分析实现嵌入式彩色视频跟踪系统的硬件和软件技术基础。阐述电视跟踪系统工作原理、结构特点,解决嵌入式彩色视频跟踪系统实现过程中的关键技术。根据实际工程应用要求设计一个嵌入式彩色视频跟踪平台。提出利用小波变换进行目标分离、目标特征提取和目标识别的算法,在设计的嵌入式彩色视频跟踪平台上进行大量的实验,并给出实验结论。 论文包括硬件设计和算法实现两大部分: 第一部分介绍硬件实现方案并给出具体的实现方法,对实现过程中的具体问题进行详细的分析,提出了解决方案。实现了嵌入式彩色视频跟踪平台,此平台稍加改动便可满足许多嵌入式视频跟踪测量系统的需要。 硬件实现过程中主要采用以下关键技术: ● 利用彩色CCD摄像机和增强型视频处理器进行视频信号的采集和量化,从而将彩色信息加入视频跟踪系统,提高目标特征空间维数。 ● 采用双帧存流水作业技术,使数据处理和数据采集同时进行,既提高了系统的实时性,又能满足高级算法对更新数据的时间要求。 ● 利用DSP的HPI口作为通用I/O端口,并通过软件模拟I~2C总线的时序,实现I~2C总线通讯。不外接其他电路,降低了电路的复杂性。 ● 利用DSP处理器内部引导程序实现应用程序自举,提高系统反应速度。将应用程序固化在DSP的外部数据空间,将帧存配置为DSP程序空间,解决DSP数据空间小而视频数据量大的矛盾。 ● 利用可编程逻辑器件提高系统的集成度和再生性能。 第二部分主要是提出在小波变换域实现目标与背景分离、目标特征提取、目标定位的算法,并在嵌入式彩色视频应用平台上进行验证,实现实时跟踪。 软件设计主要采用以下关键技术: ● 利用小波多分辨率分析的能力,采用分步骤搜索、匹配的方法进行 中国科学院博士学位论文:嵌入式彩色电视跟踪系统的设计和实现 目标的识别和定位,提高系统的实时处理能力。 .利用小波空间的多种特征作为目标特征,提高特征空间的维数,增 加目标识别的可靠性。 .利用TMS320C5409的特点,将目标分离、特征提取、目标识别等算 法的操作“并行”进行,如在目标和背景分离的过程中提取目标的 特征量,大幅度提高了系统的运算速度。 最后,在实现的嵌入式彩色视频跟踪硬件平台上,用所设计的跟踪算法 进行实验,其结果符合实时跟踪的要求。
【学位授予单位】:中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所)
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2003
【分类号】:TN949.12

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