移动图像监控系统设计--开题报告.doc

毕业设计(论文)开题报告学生姓名： * 学 号： * 所在学院： 自动化与电气工程 专 业： 自动化 设计(论文)题目： 移动图像监控系统设计 指导教师： * *年 *月 * 日开题报告填写要求1开题报告（含“文献综述”）作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业设计（论文）工作前期内完成，经指导教师签署意见及所在专业审查后生效；2开题报告内容必须用黑墨水笔工整书写或按教务处统一设计的电子文档标准格式（可从教务处网页上下载）打印，禁止打印在其它纸上后剪贴，完成后应及时交给指导教师签署意见；3“文献综述”应按论文的格式成文，并直接书写（或打印）在本开题报告第一栏目内，学生写文献综述的参考文献应不少于15篇（不包括辞典、手册）；4有关年月日等日期的填写，应当按照国标GB/T 740894数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法规定的要求，一律用阿拉伯数字书写。如“2004年4月26日”或“2004-04-26”。 毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告1结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写2000字左右的文献综述：文 献 综 述1. 视频监控系统的研究现状及需求状况视频监控技术，随着计算机、编解码、网络传输技术的发展，目前正朝着数字化、智能化、IP化、网络化继续发展。同时视频监控同其他技术相结合，产生了许多新的应用，这有助于满足不同视频监控用户的需求。（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，数字化存储带来的是一场革命性的变化。数字化是21世纪的时代特征，视频监控的数字化是监控技术的必然趋势。（2）视频监控智能化智能化是视频监控技术发展比较高级的层次。由于视频监控的数据量非常大，而用户真正需要的信息只是少部分，或者说真正需要监视的只是发生概率很少的某些事件，如何通过海量数据获取有价值的信息或者说如何从目视解释变为机器自动解释是视频监控技术发展的一个新方向。因为能把视频监控从静态的、事后取证变成动态的、实时预防和报警对用户来说显得更加重要。实际上现有的监控系统都配置有如自动位移侦测、昼夜自适应切换存储、预警设置（如可疑人物照片、指纹等）等一些低级形式的智能化功能。随着技术的发展，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化视频网络、IPTV等都是网络快速发展的重要应用。随着Internet技术的发展，基于IP的视频监控更能为人们所接受，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、安全性改善提高一级IPv6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。而作为监控系统的使用者（监控中心）则可以是动态的，当公司领导出差在外，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，随着无线宽带网络发展，基于3G的无线视频应用备受关注。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（如出租车、运钞车等）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实现了不可替代的优势。使用嵌入式系统实现远程视频监控技术，符合网络化数字化的特点，对公安、安防等行业有着重要的现实意义。视频监控系统一般采用基于PC机平台视频采集卡的形式，该方案系统体积大、成本高，在远距离、多点系统中实现困难。2. 选题目的、意义本设计采用三星公司的S3C2440硬件平台（CPU芯片含有视频采集接口），软件平台是Linux-2.6.32.2操作系统内核，由于Linux操作系统的开放特性、优良的网络支持性能、模块化的结构，较好满足系统的需要。本课题结合Internet技术和图像视频处理技术，开发一套基于嵌入式Linux的视频监控系统，实现了独立的嵌入式智能终端设备及其与Internet的直接接入，通过网络与后台PC进行通信；在嵌入式智能设备终端上要完成视频图象采集、存储和处理工作，并通过Internet传输图象到后台PC。这样，前端作为一视频服务器。而后台PC对接收到的图像做实时显示并进行视频打包处理，作为客户端。上述思路也正是以网络视频服务器为核心的第三代全数字化远程视频集中监控模式的发展方向。本系统有两种工作模式，无人抓拍和视频监控。无人抓拍模式由系统外接热释电红外传感器触发。当有人体入侵时，红外传感器输出电平转换，启动图像抓拍，每隔0.5秒抓拍一张图片。而连续视频捕捉则是将捕捉到的连续图像最多以每秒钟20帧的速度通过网络送往后台PC。本课题所设计的系统成本低，操作简易，安装方便，即插即用，体积小巧。整个系统采用ARM9处理器S3C2440作为系统核心，外接红外触发开关，可以检测例如人，动物等并启动视频监控。参考文献1. 邹思轶，嵌入式Linux设计与应用（M），北京：清华火学出版社2001年1月2. 王运涛，方燕军，基于Internet的嵌入式远程监控终端的开发（M），工业控制计算机，20043. 胥静，嵌入式系统设计与开发实例详解（M），北京：航空航天大学出版社，20054. 王田苗，嵌入式系统设计与实例开发（M），北京：清华大学出版社，20035. 于学龙，入式Linux系统设计与应用，北京：清华大学出版杜，20016. 杜春雷， ARM体系结构与编程（M）北京：清华大学出版社，20037. 刘军，林安，由ARM与uCtinux构建的嵌入式Web Server，单片机与嵌入式系统应用（M），20038. Kurt Wall著，张辉泽， GNULinux编程指南（M），北京：清华大学出版社，20029.10. W.RICHARD STEVENS,BILL FENNER，ANDREW M.RUDOFF，RICHARD11. W.STEVENS.UNIX网络编程第1卷：套接口API(第3版)M.北京：清华大学出版12. 社，2006.1113. 周立功，ARM嵌入式系统基础教程(第二版)M.北京：北京航空航天大学出版社，2008-9-1.14. 杨继华，基于嵌入式Linux的远程图像监控系统D.华中科技大学硕士学位论文. 2005.415. Mini2440用户手册p， 广州友善之臂计算机科技有限公司，2010.9.2516. 柳亚东.基于S3C2440的嵌入式视频网络监控系统D，上海交通大学硕士学位论文.2009.117. BISS 0001系列热释电红外探测器说明书P，上海京西电子信息系统有限公司.2006.1218. 吴桂祥.应用于网络视频监控系统的嵌入式视频采集与GUI设计D，浙江大学硕士学位论文.2007.519. 田文.嵌入式网络视频监控系统的研究与实现D，电子科技大学硕士学位论文.200520. 樊振萍,唐继勇，基于RTP协议和MPEG-4的流媒体系统分析与实现C西部广播网.2006.1121. 甘刚. Linux/UNIX网络编程M，北京：中国水利水电出版社，2008 毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）：一本课题内容：此毕业设计主要围绕嵌入式控制系统的研究展开，主要对视频远程监控系统的设计。分为硬件的选择，内核的移植，系统的测试等步骤。在学习ARM和操作系统基础上，进行相关的毕业设计的内容，具体工作包括：1.了解硬件的相关基础知识，选择合适的硬件，了解ARM的相关原理。2.分析原理图，查看相关的芯片手册，上网查阅相关的UBOOT的移植，把UBOOT移植到相关硬件。3.安装LINUX操作系统，进行系统配置，移植内核，加载相关驱动。4.将应用程序下载到相关硬件设备中，测试程序，达到监控目的。二设计准备硬件：S3C2440开发板一套 USB摄像头一套软件：移植Linux2.6.29内核，使其可运行于S3C2440开发板 开发mini2440按键驱动 开发USB host controller驱动 动态链接文件系统制作三产品构架图USBUSB音箱按键驱动声卡驱动报警处理程序摄像头驱动四采取的主要技术路线和方法1、现有的检测运动目标的算法很多，本次采用的技术是最常用的背景减除法，背景减除法的基本思想是构造一个背景模型，将当前图像与背景图像相减得到差分图像，根据差分图像检测到运动图像。背景减除法实现简单，计算量小，很容易从视频中分割出运动的目标，所以背景差分法得到了广泛的应用。背景减法的关键问题是如何建立背景模型和实时更新模型参数以适应背景变化。由于背景往往会随着环境变化，如室内开灯、关灯室外的一天中不同时间段的光线，天气等变化，要是背景能够对环境的变化具有自适用性，必须实时的对背景进行更新，此外背景中固定的部分也可能随时发生移动，如树叶的摇动，水面的波动等等，发生移动后的一段时间将被误检为运动目标，但不应该永远被看成运动目标。运动目标也可能长时间停留在场景中，对于这部分区域，我们可以在一段时间后将其是为背景的一部分。 2、检测到视频中有运动物体后保存运动目标的图片，并触发执行madplay 播放 MP3 格式的音频文件。3、设计首先寻找 linux 平台下的开源软件，解读其代码加以理解， 然后修改适合本次设计需要，这样可以缩短开发流程。五背景减除法工作流程开始USB摄像头视频采集帧数据预处理背景建模前景检测一致背景更新是标志运动flag结束图4-2b 背景减除法工作流程灰度化否六详尽的系统开发进度表如下：起讫日期设计（论文）各阶段工作内容备 注03.11之前下达任务书03.1203.20布置设计任务、学习基本知识03.2104.1查阅文献、翻译文献、撰写开题报告04.204.3修改完成开题报告开题04.404.12在虚拟机下安装Linux系统的配置04.1304.19进行uboot代码修改和移植04