基于ARM的可实现运动目标跟踪的视频监控系统研究

摘要

近年来，视频监控系统的应用越来越广泛，其主要应用在安全监控、交通管理监控、工业场景监控、家庭监控等众多领域。随着 WiFi、3G、4G 等无线网络技术的日益发展，无线视频监控的应用越来越被各个行业所接受。 本文提出了一种基于 ARM 的可实现运动目标跟踪功能的无线视频监控系统设计方案。该监控系统的硬件结构中使用以三星公司生产的 S3C2440处理器为核心，并搭配串口、USB接口、Nand Flash模块、电源模块等相关功能模块的核心板。并使用符合UVC（USB Video Class）规范的摄像头作为视频数据的采集模块，使用无线WiFi网卡进行视频数据的收发。该监控系统的软件部分包括linux操作系统的搭建、相关设备的驱动程序设计、MJPG-streamer 视频流服务器移植与MJPG-streamer 客户端设计。最后选用 Mean-shift 算法实现运动目标的跟踪。在以上硬件平台和软件系统设计完成之后进行系统测试，测试结果表明该系统满足无线视频监控的需求，并且可以实现在运动背景不太复杂、运动目标慢速移动情况下的运动目标跟踪。 在设计该监控系统的过程中综合运用到数字电路和模拟电路的相关理论知识,嵌入式系统相关的理论知识以及 Mean-shift 算法理论知识。本课题的主要创新性体现在将 Mean-shift 算法合理有效地应用在无线视频监控系统中，从而使得该监控系统具有运动目标跟踪的功能。 本课题研究的基于 ARM 的无线视频监控系统可以广泛地应用在交通管理、家庭监控、金融行业等各类场合。用户可以通过指定方式对监控场所进行实时监控，而且还可以对指定的运动目标进行跟踪。因此该监控系统扩展了视频监控的应用领域，它具有一定的社会价值和应用价值。

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附表索引

第1章 绪论

1.1 课题研究的背景和意义

1.2 国内外研究现状

1.3 论文的主要研究内容

1.4 本章小结

第2章 系统总体方案与硬件系统设计

2.1 系统总体方案设计

2.2 硬件系统方案设计

2.3 目标板电路

2.4 视频采集模块

2.5 USB-WiFi模块

2.6 本章小结

第3章 系统的软件部分设计

3.1 软件部分整体方案设计

3.2 Linux操作系统的搭建

3.3 相关驱动程序的设计

3.4 MJPG-streamer视频流服务器移植

3.5 MJPG-streamer客户端设计

3.6 本章小结

第4章 基于Mean-shift算法的运动目标跟踪的实现

4.1 目标跟踪算法简介

4.2 Mean-shift算法原理

4.3 Mean-shift算法程序设计

4.4 本章小结

第5章 系统测试与分析

5.1 准备工作

5.2 摄像头模块测试

5.3 WiFi网卡模块测试

5.4 MJPG-streamer客户端测试

5.5 Mean-shift算法效果测试

5.6 本章小结

总结与展望

研究成果总结

课题展望

参考文献

致谢

附录A 攻读学位期间所发表的学术论文