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1、 分类号 _ 学号611810200671341 学校代码_10487 密级_ _ 硕 士 学 位 论 文硕 士 学 位 论 文 基于基于 DM642DM642 的视频监控系统的的视频监控系统的 实现与优化实现与优化 学位申请人： 周兴晨周兴晨 学 科 专 业： 通信与通信与信息信息系统系统 指 导 教 师： 文灏文灏 教授教授 学 科 专 业： 2008 年年 6 月月 2 日日 II A Thesis Submitted in Partial Fulfillment of the Requirements for the Degree of Master of Science in Eng
2、ineering Implementation and Optimization of Video Surveillance System Based on DM642 Candidate: Zhou Xingchen Major : Communication & Information System Supervisor: Prof. Wen Hao Huazhong University of Science & Technology Wuhan 430074, P. R. China May 2008独创性声明独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得
3、的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体， 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结果由本人承担。 学位论文作者签名： 日期： 年 月 日 学位论文版权使用授权书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。 本人授权华中科技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。 本论文属于 保密，
4、在 年解密后适用本授权书。 不保密。 （请在以上方框内打“”） 学位论文作者签名： 指导教师签名： 日期： 年 月 日 日期： 年 月 日I 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 文摘摘 要要 本文从视频监控系统的实际需求出发，设计实现了一种结合视频压缩技术与运动检测技术的智能监控前端。 目前主流的运动检测方法包括：帧间差分法、背景减除法、光流法与块匹配法等。在分析传统运动目标检测算法的基础上，本文针对平台架构特点与运算资源，实现并改进了基于背景减除的运动目标检测算法以及基于差分补偿的背景建立与更新算法，该检测算法简单有效，可适应光线缓慢变换的室内或室外环境，通过预处理和后处理算法的
5、辅助，能有效地滤除干扰，准确判断出监控区域是否存在运动。然后根据运动判断的结果，决定是否启动后续的视频压缩与传输。该方法可有效提高 DSP 运算资源的使用效率，减少冗余数据，减轻后端的海量数据存储压力。 由于视频数据量巨大，必须将视频信号进行有效压缩，H.264 是 ITU-T VCEG(视频编码专家组)和 ISO/IEC MPEG(运动图像专家组)最新的视频标准。与现有的视频标准相比，H.264 编码器能在保持相同图像质量的情况下，节省大约 50%的码率。且具有良好的网络适应性，在视频流媒体服务、压缩视频存储等领域得到广泛的应用。本文通过比较几种流行的开源编码器，选定采用 T264 编码器并
6、将其移植至 TI DM642平台，然后对编码器进行有效的优化，通过编码器结构的精简与特定的参数设置，并经过项目级、C 语言级与汇编级的优化，使其达到实时处理效果。 测试表明，该系统可准确检测出监控区域的运动，实现实时的视频压缩，具备一定的抗干扰能力，减少了无效数据的处理与存储，提高了监控系统的时间与空间效率。 关键词：关键词： 视频监控 H.264 运动检测 优化 DM642 II 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 文Abstract According to the practical requirement of video surveillance system, this
7、 paper has implemented a video surveillance system which combines the video compressing technology and the moving detecting technology. The main detecting methods include: background subtraction, frame difference, optical flow and block matching. A detecting method based on background subtraction an
8、d a background setting and updating method based on difference compensation are designed to filter the noise effectively and judge the moving accurately. Whether to start the compressing and transmitting depends on the judgment. This method can improve the resource using efficiency and reduce redund
9、ant data. Because of the large data amount, it is necessary to compress the video data. H.264 is the newest video coding standard of the ITU-T Video Coding Experts Group and the ISO/IEC Moving Picture Experts Group. Compared with prior standards, H.264 adopts a lot of advanced techniques, which can
10、efficiently improve video compression performance. An open source encoder, T264 is adopted and ported to the TI DM642 platform. Optimization in three levels is implemented to make it reach the real-time effect. The test indicates that the system can detect moving accurately and reach a real-time eff
11、ect. It reduces the data redundancy and improve the efficiency of time and space. Keywords: video surveillance H.264 moving detect optimize DM642III 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 文目目 录录 摘 要 . I Abstract . II 目 录 . III 1. 绪论 1.1 视频监控系统的发展 . (1) 1.2 相关技术的发展与现状 . (2) 1.3 本文主要工作与内容安排 . (5) 2. H.264 视频编码标准 2.1
12、 H.264 编码器基本框架 . (7) 2.2 H.264 标准关键技术 . (9) 2.3 本章小结 . (15) 3. 运动检测算法 3.1 预处理 . (16) 3.2 运动检测 . (19) 3.3 后处理 . (24) 3.4 本章小结 . (26) 4. 系统平台 4.1 TMS320DM642 简介 . (27) IV 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 文4.2 三级存储结构 . (29) 4.3 集成开发环境 . (30) 4.4 DSP/BIOS 实时操作系统 . (31) 4.5 本章小结 . (33) 5. 实现与优化 5.1 系统方案设计 . (34) 5.2 运动目标检测算法的实现 . (35) 5.3 H.264 算法的移植 . (37) 5.4 DSP 软件开发流程 . (39) 5.5 优化方法与过程. (39) 5.6 系统测试 . (43) 5.7 本章小结 . (46) 6. 总结与展望 6.1 全文总结 . (47) 6.2 不足与展望 . (47) 致 谢 .
