基于颜色特征的嵌入式目标跟踪系统研究

摘要

随着社会的快速发展,目标跟踪技术的发展已经越来越成熟,它被广泛应用于军事、工业和商业等领域中,已经成为了现实生活中不可缺少的一部分。运动目标跟踪系统的实现方式也有多种样式,目前基于嵌入式平台的运动目标跟踪技术已经逐渐成为模式识别技术应用领域的研究重点。
　　 本文的主要任务是设计和开发一款基于TMS320DM642的运动目标自动跟踪系统。文章首先介绍了当前DSP技术的主要特点以及应用领域,其中TI C6000系列DSP以其强大的数字信号处理能力、丰富的外设资源、成熟的方案支持使其成为当今多媒体应用领域使用最广泛的数字信号处理芯片。接着以DM642 DSP芯片为核心,分模块介绍了系统硬件平台的设计原理。系统的硬件平台主要分成最小系统模块、视频图像采集模块、CPLD逻辑控制模块、摄像机控制模块以及视频图像显示模块等。然后阐述了基于TI的DSP／BIOS多任务操作系统和RF5参考框架的应用软件设计与开发流程。其中视频编解码模块的驱动程序开发、基于多线程的目标跟踪系统软件设计以及OSD模块的软件实现是重点和难点。随后研究并实现了一套基于颜色直方图特征、质心迭代跟踪算法、相似度检测以及质心位置修正相结合的运动目标自动跟踪方案。该目标跟踪方案具有较好的鲁棒性,能够实时的跟踪目标而且在目标出现短暂的全遮挡情况下也能及时预测出目标的真实位置。最后按照嵌入式跟踪平台的软件实时性要求对跟踪方案的核心环节进行代码优化并给出实验结果,其中基于C语言和线性汇编的代码优化方案是整个算法实现的重要环节。经过对所设计的系统的实际测试,软硬件性能均达到了实时性、可靠性和稳定性等指标。该课题的初步任务已经完成,后期系统的进一步升级和技术改进正在进行中。