移动图像监控系统设计

1、绥化学院本科毕业设计移动图像监控系统学生姓名：赵江龙学 号：200951591专 业：电子信息工程年 级：2009级一班指导教师：苏宝林 讲师Suihua University Graduation PaperMoble Video Monitoring System Student nameZhao Jianglong Student number200951591MajorElectronic and Information EngineeringSupervising teacherSu Baolin Suihua University摘 要运动目标检测与跟踪技术已广泛应用于智能监控中，在商业街监控、小区安全保障、法律取证、军事保密等方面有着极大的需求。目前在机场、超市、道路、银行等公共场所监控摄像机的使用已经非常普遍，但实际的监控任务仍需要人来完成。这无疑失去了智能监控系统本身具有的主动性和实时性的优势。移动图像监控系统的研究目的就是为了实现无人值守的实时监控，自动分析摄像机捕捉到的图像数据，当发现异常时主动记录实时信息并及时报警。它主要是通过给嵌入式设备移植 uboot，移植

2、 linux内核，制作nfs 根文件系统等，并搭建一个能够正常运行的嵌入式系统，然后移植 linux 平台下摄像头软件 motion 来实现移动图像监控的最终目标。 移动图像监控的实现运用了背景减除法，该算法是实现移动式监控技术的最常用的算法，也是最普遍的算法。用当前帧的灰度值跟背景帧的灰度值进行相减，灰度值差大于32位的区域将被标记为运动区域，当有500位以上像素时将被判定为捕捉到运动的物体。通过设计阐述了嵌入式系统工作的相关原理和运动图像检测的实现算法，得出了一套完整的移动图像监控系统。 关键词：移动图像监控；嵌入式系统；uboot；linuxAbstractMoving target detection and tracking technology has been widely used in intelligent monitoring, monitoring in the mall, residential security, legal evidence, military secrecy has a great demand. Although the use of

3、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 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 t

4、imely 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.Monitoring 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

5、 future application of the algorithm. The gray values of the current frame with the gray value of the 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 implemented in the moving image detection obtained a set of normal working of the moving image monitori

6、ng system.Key words: motion; detectionembedded image; uboot; linux目 录摘 要IAbstractII第1章 绪论1第1节 课题背景1第2节 视频监控系统简介1第3节 嵌入式系统特点2第2章 基于S3C2440的硬件开发平台3第1节 ARM体系结构介绍3第2节 嵌入式系统的选型4第3章 基于Linux的软件开发平台6第1节 Linux操作系统6第2节 运动检测系统构架图7第3节 Bootloader的移植7第4章 移动图像检测的实现9第1节 Mini2440的开发平台9第2节 摄像头10第3节 运动图像检测算法的选择11第4节 背景减除法检测运动目标算法的研究12结 论14参考文献15附录116致 谢20 第1章 绪论第1节 课题背景随着半导体科学的发展，信息技术，数字化产品的普及，嵌入式系统被广泛应用于各个领域。目前，嵌入式系统被应用到计算机网络、手持通信设备、军事安防以及自动控制等各个领域。嵌入式系统的定义是：以应用为中心，以计算机技术为基础，软硬件可裁剪，适应系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格需求的专用计算机系

7、统1。此次毕业设计是移动图像监控系统，所选的嵌入式系统主要应用于对可靠性，实时性要求较高的系统中。这种系统主要应用于商场、银行等公共场所。视频监控系统是集通信技术、现代计算机技术、自动控制技术、传感器技术等，对受控对象进行远程监控，图像处理和控制管理的集成系统。第2节 视频监控系统简介随着编解码、网络传输技术、计算机的发展，现如今视频监控技术的发展趋势是：数字化、智能化、IP化、网络化。 （1）视频监控数字化视频监控发展经历了模拟视频监控、半数字监控、数字监控三个阶段。对于视频监控，数字化存储是视频监控技术发展的里程碑，数字化监控是现在以及将来最主要的监控方式。 （2）视频监控智能化智能化是视频监控技术发展到一定阶段产生的。由于视频监控的数据存储量非常大，而用户所需求的信息只是一小部分，如何把有价值的信息从海量的信息中提取出来或者说如何把人对图像的分析直接用机器来表达是视频监控技术发展的一个新方向。随着新技术的发展，全智能的监控系统将要求事发前能够识别并作出正确的判断，为人们提供最为有效、及时的快速反应措施。 （3）视频监控IP化随着Internet技术的发展，基于IP的视频监控更能为

8、人们所接受，网络摄像机把压缩的视频信息通过TCP/IP协议，采用流媒体技术实现视频在网上的多路复用传输，拥有授权的用户可以随时访问互联网，实现对整个监控系统的指挥、调度、存储、授权控制等功能。鉴于IPv6在服务质量、网络性能、安全性的改善、以及对下一代Internet网络的影响，基于IP的视频监控将会成为主流。 （4）视频监控无线化无线化包括两方面内容：一是监控中心的移动，通常情况下，被监控对象或是摄像机往往是固定的。而作为监控系统的监控中心则可以是动态的，当出差在外，需了解公司生产情况时，可使用笔记本随时随地访问摄像机的IP获取信息。二是视频监控网络的无线化，当监控点分散且与监控中心距离较远，或被监控对象不固定时，利用传统有线网络的视频监控对象往往成本高且难以实现，而基于多种无线传输手段的移动视频监控系统具有不可替代的优势。第3节 嵌入式系统特点本文设计的监控系统是基于ARM的嵌入式移动图像监控系统，所以在阐述本系统之前，先介绍下嵌入式系统的几个重要的特征2： （1）系统内核小。嵌入式系统一般是应用于小型电子装置，系统资源相对有限，所以内核较之传统的操作系统要小的多。 （2）系统精简

9、。嵌入式系统一般没有系统软件和应用软件的明显区分，不要求其功能设计及实现过于复杂，这样一方面利于控制系统成本，同时也利于实现系统安全。 （3）专用性强。嵌入式系统的个性化强，其中软件系统和硬件的结合非常紧密， 一般要针对硬件进行系统的移植，即使同一品牌、同一系列的产品也需要根据系统硬件的变化而不断进行修改。 （4）高实时性。高实时性的操作系统软件是嵌入式系统的基本要求。软件要求固化存储，以提高速度，软件代码要求高质量和高可靠性。 第2章 基于S3C2440的硬件开发平台第1节 ARM体系结构介绍ARM（Advanced RISC Machines）是微处理器行业的一家知名企业，技术具有性能高、成本低和能耗低的特点。目前处理器可分为两大类：一类是CISC(Complex Instruction Set Computer，复杂指令集计算机)，如x86系列，另外一类为RISC(Reduced Instruction Set Computer，精简指令集计算机)，如ARM、MIPS等3。传统的CISC结构有其固有的缺点，随着计算机技术的发展而不断引入新的的指令集，为支持这些新增的指令，计算机的体系结构越来越复杂，体系结构的复杂化也导致整个系统性能的降低。在CISC指令集的各种指令中，其使用频率却相当悬殊，大约有20的指令会被反复使用，占整个程序代码的80。而余下的80的指令却不经常使用，在程序设计中只占20，显然，这种结构是不太合理的。基于以上的不合理性，1979年美国加州大学伯克利分校提出了RISC的概念，RISC并非只是简单地去减少指令，而是把重点放在如何使计算机的结构更加简单合理地提高运算速

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