本科畢業(yè)設(shè)計(jì)移動(dòng)圖像監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、綏化學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)移動(dòng)圖像監(jiān)控系統(tǒng)學(xué)生姓名：趙江龍學(xué) 號(hào)：200951591專(zhuān) 業(yè)：電子信息工程年 級(jí)：2009級(jí)一班指導(dǎo)教師：蘇寶林 講師suihua university graduation papermoble video monitoring system student namezhao jianglong student number200951591majorelectronic and information engineeringsupervising teachersu baolin suihua university摘 要運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)與跟蹤技術(shù)已廣泛應(yīng)用于智能監(jiān)控中，

2、在商業(yè)街監(jiān)控、小區(qū)安全保障、法律取證、軍事保密等方面有著極大的需求。目前在機(jī)場(chǎng)、超市、道路、銀行等公共場(chǎng)所監(jiān)控?cái)z像機(jī)的使用已經(jīng)非常普遍，但實(shí)際的監(jiān)控任務(wù)仍需要人來(lái)完成。這無(wú)疑失去了智能監(jiān)控系統(tǒng)本身具有的主動(dòng)性和實(shí)時(shí)性的優(yōu)勢(shì)。移動(dòng)圖像監(jiān)控系統(tǒng)的研究目的就是為了實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守的實(shí)時(shí)監(jiān)控，自動(dòng)分析攝像機(jī)捕捉到的圖像數(shù)據(jù)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)異常時(shí)主動(dòng)記錄實(shí)時(shí)信息并及時(shí)報(bào)警。它主要是通過(guò)給嵌入式設(shè)備移植 uboot，移植 linux內(nèi)核，制作nfs 根文件系統(tǒng)等，并搭建一個(gè)能夠正常運(yùn)行的嵌入式系統(tǒng)，然后移植 linux 平臺(tái)下攝像頭軟件 motion 來(lái)實(shí)現(xiàn)移動(dòng)圖像監(jiān)控的最終目標(biāo)。 移動(dòng)圖像監(jiān)控的實(shí)現(xiàn)運(yùn)用了背景減除法

3、，該算法是實(shí)現(xiàn)移動(dòng)式監(jiān)控技術(shù)的最常用的算法，也是最普遍的算法。用當(dāng)前幀的灰度值跟背景幀的灰度值進(jìn)行相減，灰度值差大于32位的區(qū)域?qū)⒈粯?biāo)記為運(yùn)動(dòng)區(qū)域，當(dāng)有500位以上像素時(shí)將被判定為捕捉到運(yùn)動(dòng)的物體。通過(guò)設(shè)計(jì)闡述了嵌入式系統(tǒng)工作的相關(guān)原理和運(yùn)動(dòng)圖像檢測(cè)的實(shí)現(xiàn)算法，得出了一套完整的移動(dòng)圖像監(jiān)控系統(tǒng)。 關(guān)鍵詞：移動(dòng)圖像監(jiān)控；嵌入式系統(tǒng)；uboot；linuxiabstractmoving target detection and tracking technology has been widely used in intelligent monitoring, monitoring in the

4、mall, residential security, legal evidence, military secrecy has a great demand. although the use of surveillance cameras in public places such as airports, supermarkets, roads, banks have been very common, but the actual monitoring tasks still need to complete. this is undoubtedly lost intelligent

5、monitoring system should be in this initiative, and real-time advantage. mobile video monitoring system research goal is to achieve real-time monitoring of unattended, automatic analysis of the video camera to capture the image data when the abnormality is active recording real-time information and

6、timely warning. a normal operation of embedded systems mainly to embedded devices transplantation uboot transplant linux kernel, making nfs root file system structures, and then transplant the motion of the camera software linux platform to achieve the ultimate goal of moving image monitoring.monito

7、ring implementation of the moving image is the use of a background subtraction method, the algorithm is the most commonly used algorithm for mobile monitoring technology, is also the most common in the future application of the algorithm. the gray values of the current frame with the gray value of t

8、he background frame is subtracted, the gradation value of the differential 32 bit region will be marked as a motion area, when there is a bit more than 500 pixels will be judged as to capture the movement objects. describes the operating principle of the embedded system by design of the algorithm im

9、plemented in the moving image detection obtained a set of normal working of the moving image monitoring system.key words: motion; detectionembedded image; uboot; linuxi目 錄摘 要iabstractii第1章 緒論1第1節(jié) 課題背景1第2節(jié) 視頻監(jiān)控系統(tǒng)簡(jiǎn)介1第3節(jié) 嵌入式系統(tǒng)特點(diǎn)2第2章 基于s3c2440的硬件開(kāi)發(fā)平臺(tái)3第1節(jié) arm體系結(jié)構(gòu)介紹3第2節(jié) 嵌入式系統(tǒng)的選型4第3章 基于linux的軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)6第1節(jié) lin

10、ux操作系統(tǒng)6第2節(jié) 運(yùn)動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)構(gòu)架圖7第3節(jié) bootloader的移植7第4章 移動(dòng)圖像檢測(cè)的實(shí)現(xiàn)9第1節(jié) mini2440的開(kāi)發(fā)平臺(tái)9第2節(jié) 攝像頭10第3節(jié) 運(yùn)動(dòng)圖像檢測(cè)算法的選擇11第4節(jié) 背景減除法檢測(cè)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)算法的研究12結(jié) 論14參考文獻(xiàn)15附錄116致 謝20 綏化學(xué)院2013屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)第1章 緒論第1節(jié) 課題背景隨著半導(dǎo)體科學(xué)的發(fā)展，信息技術(shù)，數(shù)字化產(chǎn)品的普及，嵌入式系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。目前，嵌入式系統(tǒng)被應(yīng)用到計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、手持通信設(shè)備、軍事安防以及自動(dòng)控制等各個(gè)領(lǐng)域。嵌入式系統(tǒng)的定義是：以應(yīng)用為中心，以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)，軟硬件可裁剪，適應(yīng)系統(tǒng)對(duì)功能、可靠性、成

11、本、體積、功耗嚴(yán)格需求的專(zhuān)用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)1。此次畢業(yè)設(shè)計(jì)是移動(dòng)圖像監(jiān)控系統(tǒng)，所選的嵌入式系統(tǒng)主要應(yīng)用于對(duì)可靠性，實(shí)時(shí)性要求較高的系統(tǒng)中。這種系統(tǒng)主要應(yīng)用于商場(chǎng)、銀行等公共場(chǎng)所。視頻監(jiān)控系統(tǒng)是集通信技術(shù)、現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、傳感器技術(shù)等，對(duì)受控對(duì)象進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控，圖像處理和控制管理的集成系統(tǒng)。第2節(jié) 視頻監(jiān)控系統(tǒng)簡(jiǎn)介隨著編解碼、網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)、計(jì)算機(jī)的發(fā)展，現(xiàn)如今視頻監(jiān)控技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)是：數(shù)字化、智能化、ip化、網(wǎng)絡(luò)化。 （1）視頻監(jiān)控?cái)?shù)字化視頻監(jiān)控發(fā)展經(jīng)歷了模擬視頻監(jiān)控、半數(shù)字監(jiān)控、數(shù)字監(jiān)控三個(gè)階段。對(duì)于視頻監(jiān)控，數(shù)字化存儲(chǔ)是視頻監(jiān)控技術(shù)發(fā)展的里程碑，數(shù)字化監(jiān)控是現(xiàn)在以及將來(lái)最主要的監(jiān)控方

12、式。 （2）視頻監(jiān)控智能化智能化是視頻監(jiān)控技術(shù)發(fā)展到一定階段產(chǎn)生的。由于視頻監(jiān)控的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量非常大，而用戶所需求的信息只是一小部分，如何把有價(jià)值的信息從海量的信息中提取出來(lái)或者說(shuō)如何把人對(duì)圖像的分析直接用機(jī)器來(lái)表達(dá)是視頻監(jiān)控技術(shù)發(fā)展的一個(gè)新方向。隨著新技術(shù)的發(fā)展，全智能的監(jiān)控系統(tǒng)將要求事發(fā)前能夠識(shí)別并作出正確的判斷，為人們提供最為有效、及時(shí)的快速反應(yīng)措施。 （3）視頻監(jiān)控ip化隨著internet技術(shù)的發(fā)展，基于ip的視頻監(jiān)控更能為人們所接受，網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)把壓縮的視頻信息通過(guò)tcp/ip協(xié)議，采用流媒體技術(shù)實(shí)現(xiàn)視頻在網(wǎng)上的多路復(fù)用傳輸，擁有授權(quán)的用戶可以隨時(shí)訪問(wèn)互聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)的指揮、

13、調(diào)度、存儲(chǔ)、授權(quán)控制等功能。鑒于ipv6在服務(wù)質(zhì)量、網(wǎng)絡(luò)性能、安全性的改善、以及對(duì)下一代internet網(wǎng)絡(luò)的影響，基于ip的視頻監(jiān)控將會(huì)成為主流。 （4）視頻監(jiān)控?zé)o線化無(wú)線化包括兩方面內(nèi)容：一是監(jiān)控中心的移動(dòng)，通常情況下，被監(jiān)控對(duì)象或是攝像機(jī)往往是固定的。而作為監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控中心則可以是動(dòng)態(tài)的，當(dāng)出差在外，需了解公司生產(chǎn)情況時(shí)，可使用筆記本隨時(shí)隨地訪問(wèn)攝像機(jī)的ip獲取信息。二是視頻監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的無(wú)線化，當(dāng)監(jiān)控點(diǎn)分散且與監(jiān)控中心距離較遠(yuǎn)，或被監(jiān)控對(duì)象不固定時(shí)，利用傳統(tǒng)有線網(wǎng)絡(luò)的視頻監(jiān)控對(duì)象往往成本高且難以實(shí)現(xiàn)，而基于多種無(wú)線傳輸手段的移動(dòng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)具有不可替代的優(yōu)勢(shì)。第3節(jié) 嵌入式系統(tǒng)特點(diǎn)本文設(shè)

14、計(jì)的監(jiān)控系統(tǒng)是基于arm的嵌入式移動(dòng)圖像監(jiān)控系統(tǒng)，所以在闡述本系統(tǒng)之前，先介紹下嵌入式系統(tǒng)的幾個(gè)重要的特征2： （1）系統(tǒng)內(nèi)核小。嵌入式系統(tǒng)一般是應(yīng)用于小型電子裝置，系統(tǒng)資源相對(duì)有限，所以內(nèi)核較之傳統(tǒng)的操作系統(tǒng)要小的多。 （2）系統(tǒng)精簡(jiǎn)。嵌入式系統(tǒng)一般沒(méi)有系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件的明顯區(qū)分，不要求其功能設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)過(guò)于復(fù)雜，這樣一方面利于控制系統(tǒng)成本，同時(shí)也利于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)安全。 （3）專(zhuān)用性強(qiáng)。嵌入式系統(tǒng)的個(gè)性化強(qiáng)，其中軟件系統(tǒng)和硬件的結(jié)合非常緊密， 一般要針對(duì)硬件進(jìn)行系統(tǒng)的移植，即使同一品牌、同一系列的產(chǎn)品也需要根據(jù)系統(tǒng)硬件的變化而不斷進(jìn)行修改。 （4）高實(shí)時(shí)性。高實(shí)時(shí)性的操作系統(tǒng)軟件是嵌入式系統(tǒng)的基

15、本要求。軟件要求固化存儲(chǔ)，以提高速度，軟件代碼要求高質(zhì)量和高可靠性。 第2章 基于s3c2440的硬件開(kāi)發(fā)平臺(tái)第1節(jié) arm體系結(jié)構(gòu)介紹arm（advanced risc machines）是微處理器行業(yè)的一家知名企業(yè)，技術(shù)具有性能高、成本低和能耗低的特點(diǎn)。目前處理器可分為兩大類(lèi)：一類(lèi)是cisc(complex instruction set computer，復(fù)雜指令集計(jì)算機(jī))，如x86系列，另外一類(lèi)為risc(reduced instruction set computer，精簡(jiǎn)指令集計(jì)算機(jī))，如arm、mips等3。傳統(tǒng)的cisc結(jié)構(gòu)有其固有的缺點(diǎn)，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展而不斷引入新的的指

16、令集，為支持這些新增的指令，計(jì)算機(jī)的體系結(jié)構(gòu)越來(lái)越復(fù)雜，體系結(jié)構(gòu)的復(fù)雜化也導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)性能的降低。在cisc指令集的各種指令中，其使用頻率卻相當(dāng)懸殊，大約有20的指令會(huì)被反復(fù)使用，占整個(gè)程序代碼的80。而余下的80的指令卻不經(jīng)常使用，在程序設(shè)計(jì)中只占20，顯然，這種結(jié)構(gòu)是不太合理的。基于以上的不合理性，1979年美國(guó)加州大學(xué)伯克利分校提出了risc的概念，risc并非只是簡(jiǎn)單地去減少指令，而是把重點(diǎn)放在如何使計(jì)算機(jī)的結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)單合理地提高運(yùn)算速度上。risc結(jié)構(gòu)優(yōu)先選取使用頻率最高的簡(jiǎn)單指令，避免復(fù)雜指令；將指令長(zhǎng)度固定，指令格式和尋址方式種類(lèi)減少；以控制邏輯為主，不用或少用微碼控制等措施來(lái)達(dá)

17、到上述目的。到目前為止，risc體系沒(méi)有嚴(yán)格的定義，一般認(rèn)為risc體系應(yīng)具有如下特點(diǎn)： （1）采用固定長(zhǎng)度的指令格式，指令歸整、簡(jiǎn)單，基本尋址方式有20種； （2）使用單周期指令，便于流水線操作執(zhí)行； （3）大量使用寄存器，數(shù)據(jù)處理指令只對(duì)寄存器進(jìn)行操作，只有加載/存儲(chǔ)指令可以訪問(wèn)存儲(chǔ)器，以提高指令的執(zhí)行率。除此以外，arm體系結(jié)構(gòu)還采用了一些特別的技術(shù)，在保證高性能的前提下盡量縮小芯片的面積，降低功耗： （1）所有的指令都可根據(jù)前面的執(zhí)行結(jié)果決定是否被執(zhí)行，從而提高指令的執(zhí)行效率； （2）可用加載/存儲(chǔ)指令批量傳輸數(shù)據(jù)，以提高數(shù)據(jù)的傳輸效率； （3）可在一條數(shù)據(jù)處理指令中同時(shí)完成邏輯處理和

18、移位處理； （4）在循環(huán)處理中使用地址的自動(dòng)增減來(lái)提高運(yùn)行效率。第2節(jié) 嵌入式系統(tǒng)的選型嵌入式開(kāi)發(fā)硬件平臺(tái)的選擇主要是嵌入式處理器的選擇。在一個(gè)系統(tǒng)中嵌入式處理器內(nèi)核主要取決于應(yīng)用的領(lǐng)域、用戶的需求、成本、開(kāi)發(fā)的難易程度等因素。嵌入式操作系統(tǒng)的選型：在嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)中，嵌入式軟件是實(shí)現(xiàn)各種系統(tǒng)功能的關(guān)鍵。不同的應(yīng)用對(duì)嵌入式軟件系統(tǒng)有不同的要求，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，這些要求在不斷變化。嵌入式操作系統(tǒng)的選擇主要從以下幾個(gè)方面考慮4： 表2-1 嵌入式處理器的特性處理器類(lèi)型處理器價(jià)格主要性能及應(yīng)用arm低功耗低，適合于個(gè)人便攜式設(shè)備dragon bali低速度低，主要應(yīng)用于pdapowerpc高通

19、信，網(wǎng)絡(luò)等設(shè)備，應(yīng)用于高端嵌入式中1處理器的支持 所選用的操作系統(tǒng)是否支持開(kāi)發(fā)者將采用的微處理器，這是一個(gè)決定性的因素。因?yàn)閷?duì)于一個(gè)嵌入式設(shè)備，能夠得到一種已經(jīng)成熟的或只要經(jīng)過(guò)很少的改動(dòng)就可以運(yùn)行處理器上的操作系統(tǒng)將成為首選。2所需資源 資源需求量是另一個(gè)被關(guān)注的問(wèn)題。任何操作系統(tǒng)都要消耗一定的資源，這里的資源主要是指內(nèi)存和flash。操作系統(tǒng)本身消耗很多的資源，在嵌入式設(shè)備領(lǐng)域，由于系統(tǒng)資源的敏感性，這種類(lèi)型的操作系統(tǒng)不適合作為嵌入式操作系統(tǒng)。 3軟件資源豐富程度 嵌入式操作系統(tǒng)的選擇并不因?yàn)樗哂袃?yōu)良的性能，而在于它具有多少可用的軟件資源。這些軟件包括協(xié)議棧、設(shè)備驅(qū)動(dòng)以及一些應(yīng)用程序。開(kāi)發(fā)

20、者希望在使用這些軟件時(shí)，不需要做移植，只需很少的改動(dòng)就可以適用于新的平臺(tái)。4操作系統(tǒng)的功能 一個(gè)嵌入式操作系統(tǒng)本身具有的功能支持是需要考慮的另一個(gè)方面。在選擇操作系統(tǒng)時(shí)開(kāi)發(fā)者希望他們所要求的功能在操作系統(tǒng)有了支持，這樣他們?cè)谟脩魧又恍枰龊苌俚墓ぷ?，通常這種情況下開(kāi)發(fā)者對(duì)于程序的穩(wěn)定性將會(huì)更有信心。5操作系統(tǒng)執(zhí)行性能和可靠性 此外操作系統(tǒng)的執(zhí)行性能和可靠性也是需要考慮的因素。因?yàn)椴僮飨到y(tǒng)的可靠性 通常無(wú)法在用戶程序或者函數(shù)庫(kù)層次得到增強(qiáng)。操作系統(tǒng)的穩(wěn)定性在操作系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)之初，就已經(jīng)由系統(tǒng)的實(shí)際構(gòu)想和編碼質(zhì)量決定了。開(kāi)發(fā)者不能保證一個(gè)穩(wěn)定可靠的程序在一個(gè)不穩(wěn)定的操作系統(tǒng)上穩(wěn)定地運(yùn)行。第3章 基于l

21、inux的軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)第1節(jié) linux操作系統(tǒng) 一、linux簡(jiǎn)介嵌入式linux是按照嵌入式操作系統(tǒng)的要求而設(shè)計(jì)的一種小型操作系統(tǒng)。由一個(gè)內(nèi)核及一些根據(jù)需要進(jìn)行定制的系統(tǒng)模塊組成。其kernel很小，一般只有幾百kb左右。即使加上其它必須的模塊和應(yīng)用程序，所需的存儲(chǔ)空間也很小。它有多任務(wù)、多進(jìn)程的系統(tǒng)特征，有些還具有實(shí)時(shí)性。一個(gè)小型的嵌入式linux系統(tǒng)只需要引導(dǎo)程序、linux內(nèi)核管理和事務(wù)處理、初始化進(jìn)程3個(gè)基本元素5。如果要讓它有更多的功能且繼續(xù)保持小型化，可以加上： 文件系統(tǒng)、tcp/ip網(wǎng)絡(luò)支持、存儲(chǔ)更多數(shù)據(jù)用的磁盤(pán)、提供設(shè)計(jì)精簡(jiǎn)的應(yīng)用程序。嵌入式linux的主要特點(diǎn)是精簡(jiǎn)標(biāo)準(zhǔn)的

22、linux內(nèi)核，適應(yīng)于多種cpu和多種硬件平臺(tái)，性能穩(wěn)定，裁剪性很好，開(kāi)發(fā)和使用都很容易。linux的內(nèi)核：內(nèi)核是系統(tǒng)的核心，是運(yùn)行程序和管理像磁盤(pán)和打印機(jī)等硬件設(shè)備的核心程序。linux shell：shell是系統(tǒng)的用戶界面，它是一個(gè)命令解釋器，它解釋用戶輸入的命令，并且把它們送到內(nèi)核。它提供了用戶與內(nèi)核進(jìn)行交互操作的一種接口。linux文件系統(tǒng)：linux文件系統(tǒng)是文件存放在磁盤(pán)等存儲(chǔ)設(shè)備上的組織方法。linux能支持多種文件系統(tǒng)，如ext2、ext3、fat、vfat、iso9660、nfs、smb等。linux應(yīng)用系統(tǒng)：標(biāo)準(zhǔn)的linux系統(tǒng)都有一整套稱(chēng)為應(yīng)用程序的程序集，包括文本編輯

23、器、編程語(yǔ)言、window、辦公套件、internet工具、數(shù)據(jù)庫(kù)等。第2節(jié) 運(yùn)動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)構(gòu)架圖ubootlinux內(nèi)核motion攝像頭驅(qū)動(dòng)音頻驅(qū)動(dòng)usb攝像頭運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)保存運(yùn)動(dòng)實(shí)時(shí)圖片音箱圖3-1 運(yùn)動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)構(gòu)架圖第3節(jié) bootloader的移植 一、bootloader的概念嵌入式系統(tǒng)上電后需要一段程序來(lái)進(jìn)行初始化：關(guān)閉看門(mén)狗、改變系統(tǒng)時(shí)鐘、初始化存儲(chǔ)控制器、將更多的代碼復(fù)制到內(nèi)存中去，概括來(lái)講 bootloader 是一段小程序，它在系統(tǒng)上電之初開(kāi)始執(zhí)行，初始化硬件設(shè)備，準(zhǔn)備好軟件環(huán)境，最后調(diào)用系統(tǒng)內(nèi)核。首先需要了解嵌入式 linux 從軟件角度可以分為以下3個(gè)層次：引導(dǎo)加載程序

24、，firmware（可選）和bootloader。 二、bootloader 的啟動(dòng)大多數(shù) bootloader 啟動(dòng)可分為兩個(gè)階段：第一階段：硬件設(shè)備初始化為加載bootloader第二階段代碼準(zhǔn)備內(nèi)存復(fù)制第二階段代碼到內(nèi)存空間設(shè)置好堆棧跳入第二階段c入口關(guān)閉看門(mén)狗定時(shí)器關(guān)閉中斷設(shè)置cpu速度和時(shí)鐘頻率sdram初始化圖3-2 bootloader啟動(dòng)流程第二階段：初始化本階段要用到的硬件設(shè)備檢測(cè)系統(tǒng)內(nèi)存映射將內(nèi)核映像復(fù)制到內(nèi)存空間為內(nèi)核設(shè)置啟動(dòng)參數(shù)調(diào)用內(nèi)核1.cpu 寄存器的設(shè)置 r0=0r1=machine idr2= 啟動(dòng)參數(shù)在內(nèi)存中的位置2. cpu工作模式關(guān)中斷cpu處于 svc

25、模式3. cache 和 mmu 的設(shè)置關(guān)閉 mmu數(shù)據(jù) cache 必須關(guān)閉 圖3-3 bootloader啟動(dòng)流程7第4章 移動(dòng)圖像檢測(cè)的實(shí)現(xiàn)第1節(jié) mini2440的開(kāi)發(fā)平臺(tái)圖4-1 mini2440開(kāi)發(fā)板ltv350qv-f02，f04，3.5寸三星數(shù)字屏參數(shù)尺寸：3.5分辨率：320 240（4：3）顯示區(qū)域：70.08mm 52.56mm亮度：250cd/m2對(duì)比度：300：1可視角度：60/60/50/55響應(yīng)時(shí)間：30ms以下外形尺寸：76.9mm63.9mm3.15mm接口方式：24bit rgb圖4-2 mini2440開(kāi)發(fā)系統(tǒng)第2節(jié) 攝像頭簡(jiǎn)介攝像頭參數(shù)usb攝像頭mic

26、ro友善mini2440 tiny6410 tiny210 圖4-3 usb攝像頭鏡頭：800萬(wàn)專(zhuān)用鏡頭 捕獲幅面：640480 320240 輸出格式：rgb24輸出接口：usb2.0幀率：vga30幀/秒 視角：360度水平 攝像頭控制：色彩飽和度，對(duì)比度，邊緣增強(qiáng)，伽馬表可調(diào)。最小照明度：10lux 閃爍控制：50hz或60hz 視野深度：50毫米到無(wú)限遠(yuǎn)兼容性：usb2.0。第3節(jié) 運(yùn)動(dòng)圖像檢測(cè)算法的選擇 運(yùn)動(dòng)圖像檢測(cè)目的是從序列圖像中將變化區(qū)域從背景圖像中提取出來(lái)。這對(duì)運(yùn)動(dòng)區(qū)域的分割、后期的目標(biāo)分類(lèi)，目標(biāo)跟蹤和行為理解非常重要，因?yàn)樘幚磉^(guò)程主要考慮圖像中對(duì)于運(yùn)動(dòng)區(qū)域的像素。然而背景圖

27、像的動(dòng)態(tài)變化，如天氣、光照、陰影等因素的影響，使得運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)成為一項(xiàng)相當(dāng)困難的工作，以下是如今流行的算法6。 一、幀間差分法幀間差分法是在連續(xù)圖像序列中取兩個(gè)或者三個(gè)相鄰幀間采用基于像素的時(shí)域差分，并將結(jié)果跟閾值比較從而提取運(yùn)動(dòng)區(qū)域的一種方法。這是一種簡(jiǎn)單的直接的運(yùn)動(dòng)檢測(cè)算法，在實(shí)際應(yīng)用中，差分圖像并不能表示出完整的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)信息。如當(dāng)一個(gè)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的內(nèi)部紋理較為均勻且物體分布緩慢時(shí)，幀間差分法極其容易在檢測(cè)的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)中產(chǎn)生空洞現(xiàn)象，對(duì)于這個(gè)問(wèn)題的結(jié)局可采用累積差分圖像的方法或采用后期處理的方法，如形態(tài)濾波，區(qū)域聯(lián)通或參數(shù)模型等方法提取出完整的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)信息。 二、背景減除法背景減除法是目前運(yùn)動(dòng)目

28、標(biāo)檢測(cè)中最為常見(jiàn)的算法之一，它利用當(dāng)前圖像與背景圖像的差分來(lái)檢測(cè)運(yùn)動(dòng)區(qū)域。該方法一般能夠提供完整的體征數(shù)據(jù)，但對(duì)于動(dòng)態(tài)場(chǎng)景的變化，如光照和外來(lái)無(wú)關(guān)時(shí)間的干擾特別敏感。視頻監(jiān)控系統(tǒng)主要使用固定攝像機(jī)對(duì)場(chǎng)景進(jìn)行監(jiān)控，場(chǎng)景基本固定，因此背景差分法在智能化監(jiān)控系統(tǒng)中是一種重要的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)方法。通常背景差分法主要包括背景模型建立，背景模型更新背景差分，和后期處理等步驟。 三、光流法光流法是基于對(duì)光流場(chǎng)的估算進(jìn)行檢測(cè)分割的算法，如 meyer 等通過(guò)計(jì)算位移矢量光流場(chǎng)來(lái)初始化基于輪廓的跟蹤算法，從而有效提取和跟蹤運(yùn)動(dòng)目標(biāo)。光流是空間運(yùn)動(dòng)物體被觀測(cè)面上的像素點(diǎn)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的瞬時(shí)速度場(chǎng)，包含了物體 3d 表面結(jié)

29、構(gòu)和動(dòng)態(tài)行為的重要信息，光流場(chǎng)的不連續(xù)性可以用來(lái)將圖像分割成對(duì)應(yīng)于不同運(yùn)動(dòng)物體的區(qū)域。然而大多數(shù)的光流計(jì)算方法相當(dāng)復(fù)雜，且抗噪性能差，如果沒(méi)有特定硬件的支持便不能很好的被應(yīng)用于全幀視頻流的實(shí)時(shí)處理。 四、統(tǒng)計(jì)學(xué)法統(tǒng)計(jì)學(xué)法是基于像素的統(tǒng)計(jì)學(xué)體征而從背景中提取運(yùn)動(dòng)信息。它首先計(jì)算背景像素的統(tǒng)計(jì)信息，使用個(gè)體像素或者一組像素的特征來(lái)建立一個(gè)較為高級(jí)的背景模型，而且背景的統(tǒng)計(jì)值可以動(dòng)態(tài)的改變。通過(guò)對(duì)比當(dāng)前背景模型的統(tǒng)計(jì)值，圖像中每一個(gè)像素被分成背景或前景。第4節(jié) 背景減除法檢測(cè)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)算法的研究本設(shè)計(jì)是基于arm平臺(tái)下的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)系統(tǒng)，通過(guò)檢測(cè)圖像序列中的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)，確定目標(biāo)的位置。用于實(shí)現(xiàn)該功能的算

30、法是背景減除法，系統(tǒng)的整體工作流程如下：開(kāi)始usb攝像頭視頻采集運(yùn)動(dòng)圖像檢測(cè)處理保存圖片、報(bào)警結(jié)束圖4-4 系統(tǒng)工作流程本次設(shè)計(jì)的目的并非研究最新的算法，亦并非為了提取圖像序列中的運(yùn)動(dòng)物體，而是實(shí)現(xiàn)當(dāng)運(yùn)動(dòng)圖像檢測(cè)程序檢測(cè)到圖像中有運(yùn)動(dòng)目標(biāo)時(shí)觸發(fā)報(bào)警，并保存圖片。通過(guò)研究開(kāi)源軟件motion，裁剪適當(dāng)?shù)膬?nèi)容從而實(shí)現(xiàn)適應(yīng)環(huán)境條件和畢業(yè)設(shè)計(jì)的最優(yōu)化結(jié)果。下面是背景減除法的工作流程：開(kāi)始usb攝像頭視頻采集幀數(shù)據(jù)預(yù)處理背景建模前景檢測(cè)一致背景更新是標(biāo)志運(yùn)動(dòng)flag結(jié)束圖4-5 背景減除法工作流程灰度化否13綏化學(xué)院2013屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)結(jié) 論做完這個(gè)設(shè)計(jì)使我越來(lái)越明白運(yùn)動(dòng)圖像檢測(cè)的重要性，運(yùn)動(dòng)圖像檢

31、測(cè)、識(shí)別、跟蹤在未來(lái)將發(fā)展為一個(gè)極其重要的數(shù)字圖像處理技術(shù)分支，而它的研究意義也已經(jīng)覆蓋人們?nèi)粘Ｉ畹姆椒矫婷妗?本人在該設(shè)計(jì)中所作的工作如下： 1移植u-boot 嵌入式系統(tǒng)并沒(méi)有一個(gè)統(tǒng)一的引導(dǎo)程序，這就需要對(duì)每一個(gè)嵌入式設(shè)備移植引導(dǎo)程序，但方法并非因?yàn)椴煌那度胧皆O(shè)備而不同，相反，方法是相同或者相近的。通過(guò)本次設(shè)計(jì)使我基本熟悉了移植u-boot，也大致明白了u-boot源碼中的代碼結(jié)構(gòu)，為以后移植其他嵌入式設(shè)備u-boot打下了基礎(chǔ)。 2移植linux內(nèi)核 本人在移植linux花了一些時(shí)間，但是要完全讀懂嵌入式內(nèi)核的代碼需要很多時(shí)間，畢竟畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)間有限，故只是大致了解了一下linux內(nèi)核

32、啟動(dòng)的相關(guān)流程。隨著時(shí)間的改變，linux內(nèi)核的代碼可能會(huì)改變，代碼的結(jié)構(gòu)可能會(huì)改變，但嵌入式的移植的興趣不會(huì)改變。 3根文件系統(tǒng)的制作 本次設(shè)計(jì)中采用了nfs根文件系統(tǒng)，文件系統(tǒng)相對(duì)簡(jiǎn)單，但是功能齊全，以后我還會(huì)漸漸學(xué)到nfs其它文件系統(tǒng)。 4motion的移植 通過(guò)對(duì)motion的解讀發(fā)現(xiàn)motion軟件十分強(qiáng)大，但我對(duì)motion的了解還不夠深入，希望在以后的學(xué)習(xí)工作中能夠多接觸和應(yīng)用motion。 參考文獻(xiàn)1 鄒思軼，嵌入式linux設(shè)計(jì)與應(yīng)用m，北京：清華大學(xué)出版社，（2001）：65-722kurt wall著，張輝澤，gnulinux編程指南m，北京：清華大學(xué)出版社，（2002）

33、： 216-2213 韋東山，嵌入式linux 應(yīng)用開(kāi)發(fā)完全手冊(cè)m，北京：人民郵電出版社，（2008）：102-1254 王雪龍，嵌入式linux系統(tǒng)設(shè)計(jì)與運(yùn)用m，北京：清華大學(xué)出版社，（2006）：122-1265 趙炯，linux內(nèi)核完全剖析m，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，（2006）：131-1516 范瑩，郭成安，一種運(yùn)動(dòng)圖像的檢測(cè)與識(shí)別技術(shù)j，沈陽(yáng)：大連理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2004，17（2）：10-15附錄1 部分源程序#include #include #include 1#include #include #include #include #include #include #inclu

34、de #include #include #include #include #include #include 1. 檢測(cè)到圖像變化，報(bào)警2. 檢測(cè)到外部中斷，報(bào)警3. 3分鐘能連續(xù)檢測(cè)圖像變化20次，則暫停2小時(shí)，2小時(shí)后在開(kāi)啟/*define globe variable*/*play_pid:當(dāng)前播放的mp3子進(jìn)程id*/unsigned int play_pid = 0;/*gradchild:當(dāng)前播放的mp3孫子進(jìn)程id*/unsigned int gradchild = 0;unsigned int play_flag;/*共享內(nèi)存描述標(biāo)記sharemem: byte1:孫子進(jìn)程

35、id號(hào) byte2:是否有mp3播放標(biāo)識(shí)play_flag_2 /byte3:mp3播放次數(shù)int shmid;char *p_addr;#define perm s_irusr|s_iwusr /*報(bào)警鈴聲歌曲名,song1圖像變化報(bào)警鈴聲song2外部中斷報(bào)警鈴聲*/char *song1=11.mp3;char *song2=22.mp3;/char *song=234.mp3;/*定時(shí)器時(shí)間為3分鐘*/#define three_alarm 3*60/*睡眠時(shí)間為2小時(shí)*/#define sleep_time 2*60*60#define cpm_cnt 20int threemin_

36、alarm = 1;static int con_cnt=0;int sleep_flag = 0;unsigned int time_tmp;#define max(flag) (flag) 1 ? pic:key/#define debugint alarm_flag;static int pic_cnt;int cnt_fd;/*計(jì)算圖像變化次數(shù)，超過(guò)2次則認(rèn)為有圖像變化*/#define compare_cnt 5/*function name: count_piccalled by : 函數(shù)mainparameter : voiddescription : 計(jì)算圖片變化數(shù)return

37、 : intautor & date */int count_pic(void)int fd,ret;char *buf;buf = (char *)malloc(10); system(ls /root/motion | wc -l count.txt);lseek(cnt_fd, 0 ,seek_set);ret = read(cnt_fd , buf , 10);if(ret) ret = atoi(buf); free (buf); return ret;/*function name: my_func_sleepalarmcalled by : 函數(shù)my_func_3alarmpar

38、ameter : sing_nodescription : 3分鐘連續(xù)變化20次后，延時(shí)2小時(shí)后的喚醒函數(shù)return : voidautor & date */void my_func_sleepalarm(int sign_no) if( sign_no = sigalrm)printf(now sleep time finished!start a new work!n);/*則睡眠表示sleep_flag為0*/sleep_flag = 0;/end sing_no/*function name: my_func_3alarmcalled by : 函數(shù)restart_caculate

39、_playparameter : sing_nodescription : 每隔3分鐘檢測(cè)圖像連續(xù)變化是否超過(guò)20次return : voidautor & date */致 謝四年的大學(xué)生活在這個(gè)季節(jié)即將劃上一個(gè)句號(hào)，對(duì)于我的人生卻只是一個(gè)逗號(hào)，我將面對(duì)又一次征程的開(kāi)始。四年的求學(xué)生涯在師長(zhǎng)、親友的大力支持下，走得辛苦卻也收獲滿囊，在設(shè)計(jì)即將完成之際，思緒萬(wàn)千，心情久久不能平靜。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是在導(dǎo)師蘇寶林指導(dǎo)下完成的。從課題選題開(kāi)始就得到蘇老師的悉心教導(dǎo)。課題的選擇，設(shè)計(jì)的開(kāi)題，中期檢查，直至最后設(shè)計(jì)修稿和定稿，蘇老師都非常耐心地對(duì)我進(jìn)行詳細(xì)指導(dǎo)。對(duì)于我不懂的問(wèn)題他結(jié)合所了解的知識(shí)深入淺出的

40、為我解讀，可以說(shuō)沒(méi)有蘇老師的關(guān)心和幫助我的畢業(yè)設(shè)計(jì)是不會(huì)完成的如此順利，在此再次向蘇老師表示謝意。19綏化學(xué)院本科畢業(yè)論文創(chuàng)作聲明本人鄭重聲明：此處所提交的畢業(yè)論文移動(dòng)圖像監(jiān)控系統(tǒng)，是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下，在綏化學(xué)院學(xué)習(xí)期間獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得的成果。據(jù)本人所知，論文中除已注明的部分外不包含他人已發(fā)表或撰寫(xiě)的研究成果。對(duì)本文的研究工作做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式注明。本聲明的法律結(jié)果將完全由本人承擔(dān)。作者簽名： 日期：年 月 日綏化學(xué)院本科畢業(yè)論文使用授權(quán)書(shū)移動(dòng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)系本人在綏化學(xué)院學(xué)習(xí)期間在導(dǎo)師指導(dǎo)下完成的本科畢業(yè)論文。本論文的研究成果歸綏化學(xué)院所有，本論文的研究?jī)?nèi)容不得以其它單位的名義發(fā)表。本人完全了解綏化學(xué)院關(guān)于保存、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)院保留并向有關(guān)部門(mén)送交論文的復(fù)印件和電子版本，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)綏化學(xué)院，可以采用影印、縮印或其它復(fù)制手段保存論文，可以公布論文的全部或部分內(nèi)容。作者簽名： 日期： 年月日導(dǎo)師簽名： 日期： 年月日本科畢業(yè)設(shè)計(jì)指