基于TMS320DM6437 DSP的运动目标检测系统【开题报告】.docVIP

毕业设计开题报告 通信工程 基于TMS320DM6437 DSP的运动目标检测系统 选题的背景与意义 1.1 研究目的与意义 随着当今社会生活信息化的不断深入，视频技术不仅走进了各行各业，而且在许多领域正发挥越来越重要的作用。随着计算机、通信及网络技术的迅速发展，实时的视频通信已经走向成熟，基于各种国际标准（如MPEG系列、H.26x系列等）的视频产品已经进入了人们的生活、学习、工作等各个方面。在科研领域，视频技术是许多当今前沿技术的基础和关键部分。如在机器人技术中，视频技术作为机器人的“眼睛”，对机器人智能化、人性化发展的意义不言而喻。 与此同时，人们在日常工作生活中对于视频技术的要求再也不仅仅是“记录事件”或者“看视频”那么简单，而对视频技术的处理能力提出了更高的要求，如：视频监控自动化、视频目标跟踪识别、视频目标行为分析等等。由此可见，准确而高效地实现这些技术不仅仅对于视频技术研究领域有重大意义，在社会实用领域也具有广阔的前景。 视频技术的第一基础在于视频的高质量摄取和传输，这一点在近年视频技术工作者的努力下已经取得重大成就，足够满足生活实用和一般的科研使用。那么下一个关键点就在于从序列图像中将发生变化的区域分析并提取出来，即运动目标检测。运动目标检测就是从整幅场景图像中把感兴趣的运动目标检测出来，它是后续目标分类、跟踪、行为分析等高级处理的基础，也是视频监控系统自动化、智能化和实时化的关键。运动目标检测拥有广阔的应用前景：如：交通状况监控、视频监控、自动导航等。可以说，运动目标检测技术是各种高级视频处理技术最重要的基石之一，对其进行深入地研究无疑同时具有广阔的应用前景和深远的科研意义。 1.2 运动目标检测技术研究现状和发展趋势 1.2.1运动目标检测技术研究现状 进入2000年以来，从图像分割的角度出发产生了许多运动目标检测的算法，包括阈值分割、统计检验和检测滤波器三大类，这些检测方式的缺陷在于：分割效果对图像噪声敏感；运算复杂，处理速度慢等。目前，国内主要通过两种途径区检测视频信号中的运动目标：对序列图像前后连续两帧的研究以及利用无运动目标的环境的先验知识。 在硬件实现方式上，运动目标检测也有多种方式。如：有学者采用FPGA通过对基于局部二元模式直方图算法实现；也有学者采用ARM9通过背景减法实现。但是在图像处理领域使用更多的仍是DSP实现方式，由于其高速的图像处理能力，算法可移植性强，在目前运动目标检测技术中得到更多的青睐。 1.2.2运动目标检测技术发展趋势 新一代基于内容的多媒体数据压缩编码国际标准MPEG-4第一次提出了基于对象的视频编码新概念，MPEG-4实现基于内容交互的首要任务就是把视频图像分割成不同目标，即运动目标的检测。然后对不同对象采用相应的编码方法，以实现高效压缩，可以说，视频运动目标检测是MPEG-4视频编码的关键技术，也是新一代视频编码研究的热点和难点。 另外，在硬件方式上，由德州仪器 (TI) 推出的四款基于 DSP 的新型数字媒体处理器（TMS320DM643x系列）进一步壮大了数字视频解决方案的产品阵营。它们充分利用了达芬奇软件与开发基础局端，使设计人员能够集中精力开展应用功能设计。开发人员还能通过轻松调用达芬奇应用编程接口 (API) 来实现视频、影像、话音与音频技术，以管理专用编解码器引擎的实施，并进行屏幕解析度匹配。本课题确定的一个重要研究内容是基于DSP的运动目标检测技术。 研究的基本内容与拟解决的主要问题 2.1 研究的基本内容 本课题确立以改进的帧间差分算法为核心的DSP方式实现运动目标检测，其系统框图如下， 图2-1 2.1.1 运动目标检测的理论依据 当静止的画面中出现运动物体或者运动物体持续在视频画面中运动时，一定会出现运动区域像素灰度改变，而静止的区域像素灰度一般是不变或者说变化不大的。所以通过检测图像像素灰度是否发生改变可以作为检测运动目标的一种依据。 2.1.2 系统总体结构和工作流程 系统硬件结构如图2-1所示，摄像头摄取并且输出模拟视频信号，视频编码器将该模拟视频信号变成DSP芯片能接受的视频信号格式，并送给DSP的视频接口。DSP芯片负责完成图像处理以及运动目标检测算法。CPU处理完毕后由视频编码器转换成模拟视频信号传送到监视器上显示。 2.2 硬件部分设计 本课题采用TI公司SEED-DTK（DSP Teaching Kit）新型教学实验系统。采用独特的双DSP结构---主控板+母板的结构组成，其中主控板为SEED-DEC系列，母板为SEED-DTK_MBoard系列板卡。芯片采用TI Davinci系列DSP中的一款TMS320DM6437，其工作主频最高达700MHz，处