基于多核DSP的运动目标跟踪算法的研究与实现

摘要

随着社会的发展，视频监控系统已走进了千家万户中，智能化是监控系统主要的发展趋势，而在监控系统中实现对运动目标的跟踪是智能化的重要体现。本文将智能视频监控作为研究重点，首先设计了目标跟踪算法的实现平台—基于多核DSP的特色视频监控系统，之后研究了运动目标跟踪算法，最后把算法在多核DSP监控平台上进行了实现。本文的研究重点如下：
　　（1）本文以TMS320DM8168（简称DM8168）多核处理器为核心设计了特色视频监控系统，实现了视频的采集、处理、显示和网络输出等功能。系统的特色之处在于根据实际需求设计了视频流框架，对视频做了TILER变换、添加OSD标志、马赛克拼接等处理，并为了实现视频的网络输出功能，设计了流媒体服务器程序。在设计时通过添加AVS功能提升了系统的稳定性，通过设计PCIe驱动增强了系统的扩展性。
　　（2）在本文中特征提取算法是目标跟踪算法的重要组成部分，本文通过对比多种特征提取算法，选择使用性能与效率兼顾的SURF算法提取目标的特征，并使用多种匹配算法相结合的方式对目标的SURF特征进行匹配。在对目标跟踪算法整体测试时设计了合理的仿真流程，对目标跟踪中的目标形态变化、目标被遮挡、目标影子影响等常见问题，提出了解决方法，并对仿真结果进行了分析。
　　（3）根据DM8168多核监控平台的特点，设计了多个核共同参与的目标跟踪算法实现流程，并根据流程对算法进行了实现。由于算法实现后对实时性要求很高，所以根据DSP的特点对算法进行了深入的优化，使其速度得到了提升。通过对目标跟踪算法的测试验证了实现效果。
　　（4）为了更好的保证算法的性能和速度，把目标跟踪算法中耗时最长的SURF算法在TMS320C6678（简称C6678）平台上进行了实现。在实现时采取划分图片的方式实现对整个任务的划分，使得每个核处理一个子任务。通过对处理结果的分析，证明了这种划分方法的正确性，同时算法的速度也得到了大幅度提升。通过对SURF算法在C6678平台上实现方式的探索为后续目标跟踪算法在DM8168+C6678整个大平台上的实现奠定了基础。

目录

声明

缩略词表

第一章 绪论

1.1 课题的研究背景及意义

1.2 视频监控的发展和现状

1.3 目标跟踪技术面临的难点

1.4 论文的主要内容和章节安排

第二章 基于多核DSP的特色监控系统设计

2.1 监控系统总体方案设计

2.2 视频监控系统平台

2.3 底层驱动设计

2.4 视频监控系统的软件实现

2.5 视频监控系统测试

2.6 本章小结

第三章 基于SURF特征的运动目标跟踪算法研究

3.1 目标跟踪算法总体方案

3.2 特征提取算法的选择

3.3 SURF算法的原理

3.4 SURF特征匹配算法

3.5 运动目标跟踪算法的仿真

3.6 本章小结

第四章 目标跟踪算法在多核DSP监控系统上实现

4.1 目标跟踪算法的实现

4.2 目标跟踪算法的优化

4.3 目标跟踪算法的测试

4.4 本章小结

第五章 基于C6678平台的SURF算法实现

5.1 C6678平台介绍

5.2 C6678多核并行框架

5.3 SURF算法实现流程设计

5.4 SURF算法实现结果分析

5.5 本章小结

第六章 总结与展望

6.1 论文总结

6.2 研究展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间取得的成果