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1、学校代号： 学 号： 密 级： 1 0 7 3 1 0 9 2 0 8 11 0 1 0 0 3 公开 兰州理工大学全日制硕士学位论文 嵌入式无线视频监控系统及特征提取 方法研究 R e s e a r c ho nw i r e l e s se m b e d d e d v i d e om o n i t o r i n gs y s t e ma n dm e t h o do f f e a t u r ee x t r a c t i o n b y C U IL i n l i n B E ( Z h e n g z h o uU n i v e r s i t yo fL i
2、 g h t a n dT e c h n o l o g y ) 2 0 0 8 At h e s i ss u b m i t t e di np a r t i a ls a t i s f a c t i o no ft h e R e q u i r e m e n t sf o rt h ed e g r e eo f M a s t e ro fE n g i n e e r i n g 1 n C o n t r o lT h e o r ya n dC o n t r o lE n g i n e e r i n g i nt h e G r a d u a t eS c h
3、 o o l o f L a n z h o uU n i v e r s i t yo fT e c h n o l o g y S u p e r v i s o r P r o f e s s o rL IZ h a n m i n g M a y , 2 0 1 2 l 兰州理工大学学位论文原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的 研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或 集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均 已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律
4、后果由本人承担。 作者签名：崔琳啉日期：砷年乡月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有 权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和 借阅。本人授权兰州理工大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据 库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。同 时授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到中国学位论文全文数据 库，并通过网络向社会公众提供信息服务。 作者签名：往林琳 导师繇奄心q 日期：2 年月，日 日期：矽肛年月日 硕士学位论文 目录 摘要1 A b s t r a c t I
5、 I 插图索引儿l 附表索引V 第1 章绪论一l 1 1 课题背景一l 1 2 研究现状及存在问题2 1 2 1 视频监控国内外研究现状2 1 2 2 运动目标检测技术国内外现状3 1 2 3 运动目标特征提取技术研究现状5 1 2 4 存在问题5 1 3 本课题的研究意义一6 1 4 本课题主要研究内容和章节安排一6 第2 章视频监控系统设计及实现8 2 1 硬件系统设计方案8 2 2 视频监控系统硬件平台设计一9 2 2 1 核心开发板i M X 2 7 一9 2 2 2 视频采集模块1 0 2 2 3 视频传输模块1 1 2 2 4 通讯接口1 1 2 3 视频监控系统软件设计1 1 2
6、 3 1 嵌入式系统开发环境建立1 2 2 3 2 设备驱动一1 5 2 4 视频监控系统实现15 2 4 1U S B 驱动程序1 5 2 4 2 视频采集1 6 2 4 3 视频显示18 2 4 4 视频无线传输18 2 5 系统性能分析2 0 2 6 本章小结2 l 第3 章视频监控中运动目标检测与分割2 2 3 1 运动目标检测技：术相关理论基础2 3 3 1 1 彩色模型2 3 3 1 2 图像预处理2 4 3 1 3 形态学处理2 4 3 2 常见的几种运动目标检测方法2 5 3 2 1 帧差法2 5 3 2 2 光流法2 6 3 2 3 背景差分法2 7 嵌入式无线视频监控系统及
7、特征提取方法研究 3 3 基于混合高斯背景模型的运动目标检测2 8 3 3 1 混合高斯法建模及初始化2 8 3 2 2 模型更新一3 0 3 2 3 背景建模及改进的模型更新算法一3 0 3 2 4 运动目标分割：3 2 3 4 改进的混合高斯前景建模3 3 3 5 实验结果与分析3 4 本章小结3 5 第4 章运动目标跟踪3 6 4 1 概述3 6 4 1 1 运动目标的数学描述3 6 4 1 2 相似性度量算法3 6 4 1 3 搜索算法3 7 4 2 4 运动目标跟踪的分类一3 7 4 2 卡尔曼滤波3 9 4 3 基于预测的运动跟踪4 0 4 4 实验结果与分析4 2 本章小结4 4
8、 第5 章基于异常行为的运动目标特征提取4 5 5 1 概述4 5 5 2 特征的选择与描述4 5 5 2 1 特征选择4 5 5 2 2 特征描述一4 6 5 3 轨迹特征提取4 6 5 4 基于轨迹特征的异常行为识别4 8 5 4 1 运动目标检测与跟踪4 8 5 4 2 运动特征提取与识别4 8 5 5 视频监控中视频信息分析整体测试5 0 本章小结5 2 结论与展望5 3 参考文献5 4 致谢一5 8 附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录5 9 I I 硕+ 学位论文 摘要 随着人们对网络安全的要求同益增加，视频监控系统的优越性也得到了极大的展 现。衡量一个监控系统的重要标准是能否
9、通过有效的监控得到更好的安全保障。因此开 发灵活可靠，性价比高的：无线视频监控系统具有重要意义。 本文立足于智能视频监控系统，首先设计了一个满足实时性的基于i M X 2 7 的视频 监控系统前端，采用A R M + L i n u x 的设计方案，利用开发板自带的H 2 6 4 全双工编解码 模块以及无线传输模块，通过W I F I 完成视频流传输。实验证明，本系统能够i l i O N 完成 视频采集，远程监控，能在其他P C 机上浏览监控视频，具有较高实时性。 针对智能监控中的异常情况检测，在应用层对采集到的视频信息做了相应的处理和 分析，主要包括视频中运动目标检测，运动目标跟踪以及运动
10、特征提取。在运动目标检 测方面，采用改进的混合高斯背景建模结合背景差分方法检测提取运动目标；在运动目 标跟踪方面，采用基于预测的卡尔曼滤波跟踪算法实现目标的跟踪；在运动目标特征提 取方面，以A T M 机前的异常行为检测为应用对象，提出了基于轨迹特征的特征提取方 法，并对用于实验采集的数据做分类训练，针对样本视频做测试，采用支持向量机的方 法进行行为训练以及识别，验证特征提取结果。结果表明，在运动目标检测与跟踪上， 本文方法比其他方法在提取目标的完整性以及实时性上均有所改善，能实现实时跟踪， 提取的轨迹特征在异常行为识别上具有一定显著性。 由于时间有限，未能将应用层程序全部移植到嵌入式平台，没有完成一个完整的软 硬件系统
