基于DSP的运动目标图像跟踪算法研究与实现毕业设计论文.docx

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基于DSP的运动目标图像跟踪算法研究与实现毕业设计论文

摘要

运动目标图像跟踪一直是计算机视觉、图像处理和模式识别领域里非常活跃的研究课题。

运动目标图像跟踪，就是通过对传感器拍摄到的图像序列进行分析，在图像中检测出各个独立运动的目标，或是用户感兴趣的区域，在随后各帧中估计出目标区域在图像中的位置。

本文主要以图像信息综合教学实验系统为平台，以提高跟踪精度为目标，分别针对静止背景和运动背景中目标的检测与跟踪进行了深入的分析。

最后，针对静止背景中目标的检测与跟踪算法做出了一些改进。

关键词:

运动目标图像跟踪;DSP;数字图像处理

ABSTRACT

Motiveobjecttrackinghasbeenanactivefieldincomputervision,imageprocessingandpatternrecognition，whichiscarriedoutbyanalyzingtheimagesequencefromthesensor,identifyingtheindependentmovingobjectorregionsthatareinterestedin,andlocatingthemintheimage.

Inthisthesis,wetaketheImageInformationIntegratedTeachingExperimentalSystemastheplatformandouraimisimprovingthemovingobjectstrackingaccuracy.Thethesiscarriesonthethoroughanalysiswhichfocusonthemovingobjectdetectionandtrackinginstaticbackgroundandmovingbackground.Atlast,wedosomeimprovementsonthealgorithmofthemovingobjectdetectionandtrackinginstaticbackground.

Kdyword:

movingobjecttracking;DSP;digitalimageprocessing

毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明

原创性声明

本人郑重承诺：

所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。

尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。

对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。

作者签名：

　　　　　日　期：

指导教师签名：

　　　　　日　　期：

使用授权说明

本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：

按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。

作者签名：

　　　　　日　期：

学位论文原创性声明

本人郑重声明：

所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。

除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。

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后果由本人承担。

作者签名：

日期：

年月日

学位论文版权使用授权书

本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。

本人授权　　　　大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。

涉密论文按学校规定处理。

作者签名：

日期：

年月日

导师签名：

日期：

年月日

指导教师评阅书

指导教师评价：

一、撰写（设计）过程

1、学生在论文（设计）过程中的治学态度、工作精神

□优□良□中□及格□不及格

2、学生掌握专业知识、技能的扎实程度

□优□良□中□及格□不及格

3、学生综合运用所学知识和专业技能分析和解决问题的能力

□优□良□中□及格□不及格

4、研究方法的科学性；技术线路的可行性；设计方案的合理性

□优□良□中□及格□不及格

5、完成毕业论文（设计）期间的出勤情况

□优□良□中□及格□不及格

二、论文（设计）质量

1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？

□优□良□中□及格□不及格

2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？

□优□良□中□及格□不及格

三、论文（设计）水平

1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义

□优□良□中□及格□不及格

2、论文的观念是否有新意？

设计是否有创意？

□优□良□中□及格□不及格

3、论文（设计说明书）所体现的整体水平

□优□良□中□及格□不及格

建议成绩：

□优□良□中□及格□不及格

（在所选等级前的□内画“√”）

指导教师：

（签名）单位：

（盖章）

年月日

评阅教师评阅书

评阅教师评价：

一、论文（设计）质量

1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？

□优□良□中□及格□不及格

2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？

□优□良□中□及格□不及格

二、论文（设计）水平

1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义

□优□良□中□及格□不及格

2、论文的观念是否有新意？

设计是否有创意？

□优□良□中□及格□不及格

3、论文（设计说明书）所体现的整体水平

□优□良□中□及格□不及格

建议成绩：

□优□良□中□及格□不及格

（在所选等级前的□内画“√”）

评阅教师：

（签名）单位：

（盖章）

年月日

教研室（或答辩小组）及教学系意见

教研室（或答辩小组）评价：

一、答辩过程

1、毕业论文（设计）的基本要点和见解的叙述情况

□优□良□中□及格□不及格

2、对答辩问题的反应、理解、表达情况

□优□良□中□及格□不及格

3、学生答辩过程中的精神状态

□优□良□中□及格□不及格

二、论文（设计）质量

1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？

□优□良□中□及格□不及格

2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？

□优□良□中□及格□不及格

三、论文（设计）水平

1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义

□优□良□中□及格□不及格

2、论文的观念是否有新意？

设计是否有创意？

□优□良□中□及格□不及格

3、论文（设计说明书）所体现的整体水平

□优□良□中□及格□不及格

评定成绩：

□优□良□中□及格□不及格

（在所选等级前的□内画“√”）

教研室主任（或答辩小组组长）：

（签名）

年月日

教学系意见：

系主任：

（签名）

年月日

1.1本课题研究的背景和意义

信号与图像处理实验室在多年从事图像知道军工科研成果的基础上，结合本科实验教学的特点，自主开发研制的。

实验系统主要由五部分组成，具体包括运动目标平台、摄像机、云台及云台控制器、视频图像传输子系统、图像识别与跟踪子系统。

其中视频图像传输子系统有五种传输手段：

即微波、光纤、射频电缆、双绞线、计算机网络等。

每套实验系统可供4-6名学生写作开展图像识别与跟踪系统方面的综合性、设计新、研究性实验。

实验系统涉及的知识点包括图像信息的采集、传输、处理、控制、存储与显示等。

学生可切入的实验环节有：

视频图像目标的分割、检测、识别与跟踪，云台的控制，视频图像传输特性的分析与测试等。

通过实验，一方面学生可以对当代典型的图像信息系统及其构成，有一个完整的系统的了解，建立起电子信息系统的整体概念。

上述实验系统目前存在的问题是如果运动小火车没有亮灯就不能被很好地跟踪。

在背景光比较暗的地方常常存在跟踪失败，并且针对复杂背景中运动目标的跟踪，即闭环跟踪无法达到理想的效果。

图1-1至图1-4分别给出了上述实验系统的各主要部分。

图1-1图像传输与跟踪处理系统

图1-2多路信号发生器与视频分配系统

图1-3沙盘

图1-4图像采集装置

基于图像序列的运动目标的检测与跟踪技术是计算机视觉领域的核心技术之一。

所谓图像序列跟踪是利用可见光的图像传感器或红外热成像传感器摄取运动目标的视频图像信号，经过相应的数字图像处理，对图像序列中的运动目标进行检测、提取、识别，然后根据目标的图像特征对目标进行跟踪的技术。

跟踪的目的是获得运动目标的运动参数，如位置、速度、加速度等，以及运动轨迹，从而为后续的图像分析、运动目标的行为理解、及完成更高一级的任务奠定了基础。

运动目标检测与跟踪技术作为计算机视觉领域的核心技术之一，在一些关键技术如三维重构、虚拟现实、机器人视觉技术中发挥着越来越重要的作用。

例如，对飞机目标的三维重构技术就首先利用了动态图像序列对飞行中的飞机目标进行检测、识别和跟踪，估计出飞机的运动参数并确定飞机目标的三维结构，通过人机交互迅速将一架飞机在飞行中的各种运动特征在计算机屏幕上显示出来，使观察者所看到的飞机序列图像与真实飞行的飞机相似，最后可以通过运动目标的序列图像来研究运动目标的运动特征。

这里，视频图像跟踪技术提供了飞机目标的相关运动参数，三维重构技术将三维目标重构为三维形式，由于已知飞机目标的三维信息，总能将运动目标识别出来，从而实施有效跟踪。

毫无疑问，这两项技术对于航空管制和航空防务系统有着十分重要的意义。

随着计算机和数字图像处理技术的飞速发展，利用计算机进行运动目标的检测与跟踪的技术水平也有了很大提高，其研究成果也逐渐从科研领域走向民用、军用和工程领域的各个部门，如今不仅渗透到了诸如银行、博物馆、宾馆、超级市场、机场、车站、道路交通等民用视频监视系统中，还被应用到机器人视觉技术、军事侦察、遥感航天、自动导航、生物医学、的质勘探、工业生产等各个领域中。

它在军事上的应用主要包括自动驾驶飞行器、自动目标跟踪、军事机器人视觉、无人驾驶车辆、智能武器等;在现代战争中，大量的对抗、伪装、欺骗、反辐射技术应用于战场，使得作战环境日趋复杂，从飞行器上对空中或的面目标进行跟踪和识别具有重要意义，它既是实施精确制导的重要前提，又是实施精确打击的必要手段。

如今在各主要发达国家制定的高技术发展规划中，目标跟踪的的位十分引人注目。

综上所述，开展基于视频图像的运动目标的检测与跟踪研究非常有意义，就小范围而言，对于该系统平台的研究和改进可以提高该系统在实验教学上的应用价值，帮助老师为以后的教学工作提供教学素材。

就大方面来说，关于运动