基于Hi3516A的实时目标跟踪系统设计与实现_开题报告

目标跟踪就是在视频图像的每一幅图像中 确定出我们感兴趣的运动目标的位置，并把不同 帧中同一目标对应起来。对 采集到的视频信号进行处理、分析和理解，并以 此为基础对视频监控系统进行控制，从而使视频 监控系统具备更好的智能性和鲁棒性。目标跟踪系统主要涉及到图像处理、计算机视觉、模式识别、人工智能等方面的科学知识，它的用途 非常广泛，在民用和军事领域中都有着极大的应 用前景与应用价值。

通过对视频监控系统中的监控画面进行实时的分析，根据监控画面中运动目标的行为特征和用户自行设定的判断规则，判断画面中是否出现了异常事件。当有异常事件发生的时候，不但可以在实时视频中叠加目标跟踪轨迹和突出报警显示，而且可以通过TCP/IP网口、RS485串口按照通讯协议输出即时报警信息或实现联动报警，IO输出外端子也可外接触发声光报警器进行报警，提醒安全保卫人员注意当前画面。丰富的报警接口使该设备可自如地无缝接入任何形式的视频监控系统中，使普通视频监控系统在最短的时间内采用最简易的方式迅速升级成为具有智能分析自动报警功能的智能化监控报警安防系统。

安防监控正在步入高清化、智能化时代，海思推出的Hi3516正是针对高清IPCamera的一款专业高端SOC芯片，除了1080p@30fpsH.264多码流编码、优异的ISP和编码视频质量优势外，其高性能的智能视频分析加速引擎和基于此的智能视频分析集成应用。

Meanshift作为一种有效地特征空间分析方法，在图像滤波，图像分割，物体跟踪等方面都有广泛的应用。Mean shift的特点是把支撑空间和特征空间在数据密度的框架下综合了起来。对图像来讲，支撑空间就是像素点的坐标，特征空间就是对应像素点的灰度或者RGB三分量。将这两个空间综合后，一个数据点就是一个5维的向量：[x,y,r,g,b]。Meanshift算法是一种密度函数梯度估计的非参数方法，通过迭代寻优找到概率分布的极值来定位目标。

将Meanshift算法扩展到连续图像序列，就是Camshift算法。它将视频的所有帧做Meanshift运算，并将上一帧的结果，即搜索窗的大小和中心，作为下一帧Meanshift算法搜索窗的初始值。如此迭代下去，就可以实现对目标的跟踪。Camshift利用目标的颜色直方图模型将图像转换为颜色概率分布图，初始化一个搜索窗的大小和位置，并根据上一帧得到的结果自适应调整搜索窗口的位置和大小，从而定位出当前图像中目标的中心位置。

视频传感器AR0330支持电子稳像(EIS)的1/3英寸原生全高清(HD) 1080p60视频传感器。该传感器可支持所有高清视频模式（1080p60、1080p30和720p60），同时不会影响视野范围，Aptina作为成像技术领域的领先厂商，一直以来在图像传感器行业引领技术发展潮流，为全球无处不在的影像提供了关键技术支持。

海思提供的媒体处理软件平台可支持应用软件快速开发。该平台对应用软件屏蔽了芯片相关的复杂的底层处理，并对应用软件直接提供MPI（MPP Programe Interface）接口完成相应功能。该平台支持应用软件快速开发以下功能：输入视频捕获、H.265/H.264/MJPEG/JPEG/MPEG4 编码、H.264/MPEG4/MPEG2解码、视频输出显示、视频图像前处理（包括去噪、增强、锐化、Deinterlace） 、编码码流叠加 OSD、视频侦测分析、智能分析。

二、^范文提纲

一、运动目标检测与跟踪算法

（一）、运动目标检测

       1.运动目标检测算法研究

       2.边缘检测算法研究

（二）、运动目标跟踪

       1.运动目标跟踪算法研究

       2.MeanShift算法

       3.CamShift目标跟踪算法

二、系统总体结构和硬件设计

（一）、必要的外围器件构成

       1. Sensor

       2. I2C

       3.网络接口

三、系统软件设计

（一）、摄像头驱动的实现

       1. mipi 驱动做适配修改

（二）、应用程序设计

       1.图像的预处理

       2.运动目标检测

       3.目标图像的提取

三、参考文献

1、Gary Bradski：《学习OpenCV中文版》，清华大学出版社ISBN 978-7-302-20993-5,2009年

2、陈盛永，刘盛等：《基于OpenCV的计算机视觉技术实现》，北京：科学出版社 ISBN 978-7-03-021210-8,2008年

3、宋宝华：《Linux设备驱动开发详解》，北京：人民邮电出版社 ISBN 978-7-115-17239-6  2008年；

4、鸟哥：《鸟哥的linux私房菜 基础学习篇》，2002年，鸟哥的Linux私房菜，网址linux.vbird.org/linux_basic

5、刘惟锦，章毓晋：《基于Kalman滤波和边缘直方图的实时目标跟踪》，百度学术^范文下载中心，://xueshu.baidu.com/，2008年；

6、付永会，张风超，张宪民：《一种改进的基于颜色直方图的实时目标跟踪算法》，百度学术^范文下载中心，://xueshu.baidu.com/，2001年；

7、《中国图象图形学报》2008, 13(9):1758-1765, 邸男，朱明：《一种复杂背景下的实时目标跟踪算法》，

8、《HEVC学习》作者HEVC_CJL,2012年，csdn博客，blog.csdn.net/hevc_cjl/

9、《基于MeanShift的目标跟踪算法及实现》作者taotao1233：2014年6月，csdn博客，blog.csdn.net/jinshengtao/article/details/30258833

10、《光电工程》邬大鹏：《基于帧间差分和运动估算的CamShift目标跟踪算法》2010年37期

11、《西北大学》何流《基于arm运动目标跟踪系统的设计与实现》，2011年