基于TMS320DM648 的全景视频监控系统

分类号密级UDC编号中国科学院研究生院硕士学位论文基于TMS320DM648的全景视频监控系统张振凯指导教师王文杰副教授焦建彬教授中国科学院研究生院申请学位级别硕士学位学科专业名称计算机应用技术论文提交日期2010年4月论文答辩日期2010年5月培养单位中国科学院研究生院学位授予单位中国科学院研究生院答辩委员会主席独创性声明本人郑重声明：所提交的学位论文，是本人在指导教师的指导下，独立进行研究工作所取得的研究成果。尽我所知，文中除特别标注和致谢的地方外，学位论文中不包含其他人或集体已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中国科学院研究生院或其它教育机构的学位或证书所使用过的材料。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。签名：__________日期：_____关于学位论文使用授权的说明本人完全了解中国科学院研究生院有关保管、使用学位论文的规定，其中包括：①学校有权保管、并向有关部门送交学位论文的原件与复印件；②学校可以采用影印、缩印或其它复制手段复制并保存学位论文；③学校可允许学位论文被查阅或借阅；④学校可以学术交流为目的,复制赠送和交换学位论文；⑤学校可以公布学位论文的全部或部分内容。（涉密的学位论文在解密后应遵守此规定）签名：_______________导师签名：_______________日期：_____________摘要I摘要传统的视频监控系统有许多缺点，例如大部分只能在监视器上提供一幅监控场景的画面，有的即使能够把多路视频显示在一个监视器上，也不能为用户在一幅画面上无冗余地提供被监控区域的全景图。为了克服传统监控系统的这些缺点，本文开发了一种基于高性能DSP的全景视频监控系统，并在此系统上实现了动态人体目标检测算法。本系统是在美国德州仪器（TexasInstruments）公司生产的TMS320DM648基础上实现的。论文首先对基于DSP的嵌入式图像处理系统进行了综述，介绍了DSP的选型和软件开发流程，然后详细论述了全景视频监控系统的设计思想和软硬件设计开发。在硬件方面，文中主要设计并实现了系统中的存储系统、视频采集系统、视频显示系统、时钟电路以及JTAG电路等。在软件方面，文中主要设计了根据SIFT特征点匹配的图像拼接技术以及在DSP上的实现和改进。昀后实现了可用于智能视频监控的动态人体目标检测算法。关键词：TMS320DM648、智能视频监控系统、SIFT特征点基于TMS320DM648的全景视频监控系统IIAPanoramicVideoSurveillanceSystemBasedonTMS320DM648ZhangZhenkai(ComputerApplication)Directedby:WangWenjie,JiaoJianbinTraditionalvideosurveillancesystemshavealotofshortcomings.Forexample,mostofthemonlycandisplayasinglechannelvideoononemonitor.Eventhoughsomecoulddisplaymulti-channelvideoonamonitor,thereisalotofredundantinformationonthesurveillanceimage.Inordertoovercometheshortcomingstraditionalsystemshave,wehavedevelopedapanoramicvideosurveillancesystemwhichcouldalsodetectthemobilehumanbasedonahighperformanceDSP.WehaveimplementedoursystembasedonTexasInstruments’sTMS320DM648.ThispaperbeginswithstatinghowtodevelopaDSPembeddedsystemforimageprocessing,includingDSPtypeselectionandapplicationdevelopment.Then,thispaperelaboratesonboththedesigningideaofthissurveillancesystemandhowtodesignanddevelopitshardware&software.Inthetermsofhardwaredesign,thispapermainlydescribeshowtoimplementthesystem’smemorysystem,videocapturesystem,videodisplaysystem,clockcircuitandJTAGcircuit.Inthetermsofsoftwaredesign,thispapermainlydepictshowtoimplementandimprovetheSIFTfeaturematchingalgorithm,whichisthebasisoftheimagestitching.Finally,thispaperstateshowtoimplementthehumandetectioninthesystemsoastoachievetheintelligentsurveillance.Keywords:TMS320DM648,IntelligentVideoSurveillanceSystem,SIFT目录III目录摘要...................................................................................................................................................I目录.................................................................................................................................................III图目录..............................................................................................................................................V表目录...........................................................................................................................................VII第一章绪论.....................................................................................................................................11.1课题来源、背景和意义.....................................................................................................11.1.1课题来源.................................................................................................................11.1.2课题背景及意义.....................................................................................................11.2视频智能监控系统的国内外研究现状............................................................................31.3本文的研究内容.................................................................................................................41.4本文的组织结构.................................................................................................................5第二章基于DSP的嵌入式图像处理系统....................................................................................62.1DSP嵌入式系统开发综述................................................................................................62.1.1DSP处理器结构特点.............................................................................................62.1.2图像处理系统中的DSP选型................................................................................92.2TMS320DM648的特点...................................................................................................102.3DSP上的软件开发..........................................................................................................112.3.1CCS集成开发平台...............................................................................................122.3.2DSP/BIOS实时操作系统.....................................................................................132.3.3DSP/BIOS驱动程序开发.....................................................................................152.3.4RF5参考框架........................................................................................................17第三章基于TMS320DM648的全景视频监控系统原型..........................................................193.1系统结构.........................