《基于嵌入式的目标标定系统》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于嵌入式的目标标定系统（10页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、院学编号号： 西安邮电电学院大大学生科科技创新新活动项项目申 请 表项目名称称：基于于嵌入式式的目标标标定系系统项目负责责人：李李伟项目指导导老师：孙书咏咏项目类别别：B项目来源源：项目申报报单位：自动化化学院自自动化008033班协作单位位：申报时间间：20010年年4月3号西 安 邮 电电 学 院 团团 委 制20100年3月月一、 国内、外外研究的的现状及及发展趋趋势现代自动动检测技技术是一一种利用用计算机机系统来来代替人人工进行行目标检检测的新新兴技术术。采用用成熟的的自动检检测技术术除了可可以提供供稳定、准确的的检测结结果，还还可对检检测过程程中所发发现的问问题进行行分析、分类，根根
2、据问题题出现的的位置、频率等等参数，对对原因进进行辅助助分析，将将结果反反馈给生生产管理理人员，为为提高生生产效率率提供辅辅助参考考信息，为为实现现现代企业业所要求求的全过过程管理理与控制制提供信信息。因因此，研研究者在在对客观观世界的的感知、信息获获取、目目标检测测等方面面进行着着广泛的的探索和和研究。由于人类类从外界界获得的的信息约约有800%来自自视觉系系统，也也就是说说视觉是是人类观观察世界界、认知知世界的的重要功功能手段段。因此此，用计计算机来来模拟生生物微观观或宏观观视觉功功能的科科学和技技术变成成一个广广受关注注的研究究领域，特特别是在在检测科科学和技技术领域域，更是是成为一一个
3、即有有挑战又又有新机机的研究究分支。但是，计计算机视视觉既是是工程领领域、也也是科学学领域中中的一个个富有挑挑战性的的重要研研究领域域，而且且计算机机视觉是是一门综综合性的的学科。近年来来，随着着电子技技术、计计算机科科学及其其相关学学科如数数字图形形处理、模式识识别、人人工智能能以及机机器学习习等学科科研究的的发展，计计算机视视觉在理理论上和和工程应应用上都都取得了了很大的的进展。计算机机视觉己己经成为为诸如制制造业、检验、医疗诊诊断和军军事等领领域中各各种智能能自主系系统中不不可分割割的一部部分，成成为对经经济和科科学有广广泛影响响的科学学和工程程的基本本问题之之一。计算机视视觉研究究的最
4、终终目标就就是使计计算机能能象人那那样通过过视觉观观察和理理解世界界，具有有自主适适应环境境的能力力，这是是要经过过长期努努力才能能达到的的目标。目前还还没有条条件实现现象人那那样识别别和理解解任意环环境中的的目标或或自主地地完成工工作，而而只能建建立一种种视觉系系统，这这个系统统用各种种成像系系统代替替视觉器器官作为为输入传传感手段段，由计计算机来来代替大大脑完成成处理和和解释。依据视视觉传感感和反馈馈，以某某种程度度的智能能完成特特定的任任务。二、 研究内容容（阶段段目标、最终目目标）和和意义运动物体体跟踪包包括对视视角范围围内运动动物体的的检测和和跟踪，其其实质是是通过对对摄像机机摄取的
5、的图像序序列帧进进行分析析，检测测并提取取出场景景中的运运动物体体，然后后对该物物体进行行跟踪，并并进一步步对目标标的运动动参数进进行估计计。运动物体体检测按按目标与与CCDD之间的的关系可可以分为为静态背背景和动动态背景景运动检检测。所所谓静态态背景是是指摄像像CCDD在整个个监视过过程中不不发生移移动，只只有被监监视目标标在摄像像CCDD的视场场内运动动，即只只是目标标相对于于CCDD的运动动；动态态背景是是指摄像像CCDD在监视视过程中中发生移移动(如如平动、旋转或或多自由由度运动动)，被被监视目目标在摄摄像CCCD的视视场内也也发生运运动，就就产生目目标与CCCD之之间复杂杂的相对对运
6、动。静态背景景下运动动物体检检测主要要的方法法是：连连续帧差差法、背背景减法法、光流流法等。连续帧帧差法将将连续两两帧图像像进行差差分比较较，从中中提取出出运动物物体的信信息，它它对动态态环境有有较好的的适应性性，但提提取出的的运动物物体完整整性较差差；背景景减法将将当前帧帧图像与与背景图图像进行行比较，能能够较完完整地提提取物体体，但对对场景的的动态变变化和光光照变化化较为敏敏感；光光流法计计算方法法相当复复杂，且且抗噪性性能差，如如果没有有特别的的硬件装装置则不不能被应应用于全全帧视频频流的实实时处理理。这几几种方法法各有优优缺点，常常用的处处理方法法是将它它们相结结合，例例如三帧帧图像差
7、差分法、连续帧帧间差分分法和背背景差分分法结合合的方法法、动态态背景更更新的方方法等。本课题的的工作主主要对特特定目标标的标定定。本立项实实现的目目标包括括如下几几个方面面：1 研究究相关计计算机图图像处理理的理论论和方法法2 研究究计算机机标定技技术3 从复复杂场景景中提取取特征障障碍信息息4 对信信息做出出判断，预预警三、 预期达到到的技术术目标和和拟解决决的技术术问题计算机标标定技术术主要有有以下几几项内容容:1、基于于区域的的运动标标定此方法对对噪声有有较强的的鲁棒性性，分为为基于区区域的刚刚体跟踪踪和非刚刚体跟踪踪，基于于非刚体体跟踪算算法为：得到上上一帧中中对象的的边界，估估计边界
8、界像素块块的运动动，重新新提取当当前帧的的准确边边界，生生成对象象的模板板。这种种方法简简单，但但要求对对象和背背景的对对比度较较强。基基于刚体体跟踪算算法为：首先进进行二参参数的运运动估计计，提取取对象模模板，再再进行六六参数的的运动估估计并分分割对象象边界。这种方方法可以以处理对对象和背背景间对对比度弱弱的情况况，以及及对象间间出现局局部遮挡挡的情况况，但必必须是刚刚体运动动。为减减小模板板窗口搜搜索范围围因对象象大小、形状和和运动方方向的改改变而产产生较大大误差。2、基于于网格的的标定此方法是是将上一一帧边界界作为下下一帧的的粗边界界，按最最大对比比度约束束条件查查找新的的准确边边界，新
9、新的未覆覆盖区域域的边界界用2 D网格格和搜索索算法重重新提取取，根据据运动矢矢量、彩彩色信息息和边界界信息指指定为背背景、原原对象一一部分或或新出现现的对象象，对新新出现的的物体也也进行跟跟踪，每每帧都需需要更新新网格结结构。该该方法的的优点是是：可跟跟踪多个个刚体或或非刚体体对象；可处理理对象间间的遮挡挡、对象象的消失失和新对对象的出出现。缺缺点是：边界对对比度不不能太弱弱，分割割出的对对象边界界不够清清楚准确确。3、基于于变形模模板的标标定变形模板板有非参参数变形形模板和和参数变变形模板板，参数数变形模模板又可可分为参参数化变变形模板板和基于于原型的的变形模模板。SSnakke算法法是一
10、种种典型的的非参数数变形模模板，应应用Snnakee算法可可以较好好地跟踪踪运动对对象，但但在图像像平滑梯梯度为零零的区域域，只能能依靠内内部力推推动模型型，因此此收缩步步长小，由由此带来来迭代次次数的增增加。四、研究究、试验验方法和和技术路路线跟踪运动动物体分分为两个个步骤，首首先检测测并提取取出进入入监控区区域的运运动物体体，其次次根据提提取出的的运动物物体的特特征对其其进行跟跟踪，告告诉伺服服机构要要向哪个个方向移移动，要要移动多多少，完完成这两两步才算算对该运运动物体体实现跟跟踪。(l)运运动物体体检测运动物体体检测是是从序列列图像中中将运动动变化区区域检测测并提取取出来，提提取区域域
11、的好坏坏直接影影响目标标跟踪和和行为理理解等后后期处理理。在实实际的图图像处理理中，背背景图像像的动态态变化，如如天气、光照、影子等等影响，以以及物体体自身形形态的变变化都使使得运动动物体检检测成为为一项困困难的工工作。连续帧差差法是将将连续图图像序列列中的两两个相邻邻帧做差差分比较较，用阐阐值化来来提取运运动物体体的信息息，是最最常用的的一种方方法。这这种算法法实现简简单，程程序设计计复杂度度低。(2)运运动物体体标定跟踪问题题等价于于连续图图像帧间间基于位位置、速速度、形形状等有有关特征征的匹配配问题，是是对分割割出的运运动物体体的轨迹迹和轮廓廓变化进进行持续续性检测测，基于于区域的的跟踪
12、方方法是通通过区域域块来完完成物体体跟踪，目目前已有有较多的的应用。该方法法的难点点是处理理运动目目标的影影子和遮遮挡，可可利用彩彩色信息息以及阴阴影区域域缺乏纹纹理的性性质来解解决，利利用区域域跟踪器器和物体体表面颜颜色模型型，在遮遮挡情况况下也能能够较好好地完成成多目标标的跟踪踪。五、计划划进度时间 目标主要措施2010.04-2010.07实现系统大框架查阅相关资料2010.07-2010.09实现主要功能编写相关程序2010.09-2010.12完成系统编写相关细节程序六、成果果形式（技技术指标标，验收收标准）本立项实实现的目目标包括括如下几几个方面面：1 研究究相关计计算机图图像处理
13、理的理论论和方法法2 研究究计算机机标定技技术3 从复复杂场景景中提取取特征障障碍信息息4 对信信息做出出判断，预预警七、课题题组成员员及分工工姓 名性别出生年月所在单位项目中的分工签章李伟男90.11.12自动0803编程吴二莎女89.03.21自动0803资料，文档卢小琦男90.08.1自动0801编程八、指导导老师意意见签名： 年 月 日日九、协作作单位的的任务及及要求十、经费费概算（计计算根据据及理由由）开发板：10000元相关书籍籍：300元元交通费：100元元合计：114000元十一、院院系意见见（对本本申请书书各项内内容的真真实性、经费预预算的合合理性，能能否提供供研究条条件和必必要支持持、签署署具体意意见）（盖章） 年 月月 日十二、校校级评审审专家意意见签名： 年 月 日日十三、校校团委意意见（盖章） 年 月月 日十四、项项目开题题阶段考考核意见见签名： 年 月 日日十五、项项目中期期阶段考考核意见见签名： 年 月 日日十六、项项目参赛赛阶段考考核意见见签名： 年 月 日日
