【正文】 ..... 33 運動目標(biāo)跟蹤 ....................................................................................................... 35 建立目標(biāo)模型 ............................................................................................ 35 建立匹配矩陣 ............................................................................................ 37 遮擋情況下的目標(biāo)跟蹤 ....................................................................................... 38 被遮擋目標(biāo)的匹配 .................................................................................... 38 基于概率方法分析遮擋目標(biāo) .................................................................... 39 總 結(jié) ................................................................. 41 致 謝 ................................................................. 42 參考文獻 .............................................................. 43 北京理工大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 1 引 言 視頻監(jiān)控以其直觀、方便、信息內(nèi)容豐富而廣泛應(yīng)用于許多場合，已經(jīng)滲透到交通、城市治安、國防等多種領(lǐng)域，在人們的日常生活中扮演著越來越重要的作用。從視頻監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展來看，傳統(tǒng)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)主要是采用本地模擬信號監(jiān)控和基于 PC 的多媒體監(jiān)控這兩種模式。這兩種監(jiān)控系統(tǒng)存在的主要缺點在：結(jié)構(gòu)復(fù)雜、穩(wěn)定性和可靠性不高、價格昂貴而且傳輸距離明顯受限。 隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、信息技術(shù)和計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，視頻監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢必然是全面數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化，加上現(xiàn)在微處理器性能 的大大提高，基于嵌入式網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控技術(shù)應(yīng)用而生，它的主要原理是：嵌入式服務(wù)端采用微處理器和嵌入式操作系統(tǒng)，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，將采集來的視頻圖像經(jīng)過壓縮處理，傳輸?shù)骄W(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控。嵌入式視頻監(jiān)控系統(tǒng)以其小巧、靈活、低成本、性能穩(wěn)定、高性能的特點而獨具優(yōu)勢。 本論文針對視頻監(jiān)控設(shè)備的實際應(yīng)用需求，結(jié)合嵌入式系統(tǒng)、圖像采集和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，設(shè)計了以 ARM 微處理器作為硬件平臺、以具有功能強大、開發(fā)資源豐富等優(yōu)勢的 Linux 作為軟件開發(fā)平臺的嵌入式網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)，并實現(xiàn)了視頻數(shù)據(jù)的采集、網(wǎng)絡(luò)傳輸、顯示和保存。 北京理工大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 2 第 1 章 嵌入式系統(tǒng)與 LINUX 嵌入式系統(tǒng) 在信息科學(xué)技術(shù)爆炸式增長的今天，嵌入式系統(tǒng)早已經(jīng)融入了我們生活的方方面面。美國汽車大王福特公司的高級經(jīng)理曾宣稱，“福特出售的‘計算能力’已超過了 IBM”。這并不是一個嘩眾取寵或者夸張的說法，嵌入式系統(tǒng)(Embedded Systems)的定義是以應(yīng)用為中心、以計算機技術(shù)為基礎(chǔ)、軟件硬件可裁剪、適應(yīng)應(yīng)用系統(tǒng)對功能、可靠性、成本、體積、功耗嚴格要求的專用計算機系統(tǒng)。舉例來說，大到油田的集散控制系統(tǒng)和工廠流水線，小到家用 VCD機或手機，甚至組成普通 PC 終端設(shè)備的鍵盤、鼠標(biāo)、軟驅(qū)、硬盤、顯示卡、顯示器、 Modem、網(wǎng)卡、聲卡等均是由嵌入式處理器控制的，嵌入式系統(tǒng)市場的深度和廣度，由此可見一斑，盡管如此，它的市場價值也許仍然超過了您的想象：今天，嵌入式系統(tǒng)帶來的工業(yè)年產(chǎn)值已超過了 1 萬億美元。 Linux 系統(tǒng) 有這樣一群人，他們是一支由編程高手，計算機玩家，黑客組成的奇怪隊伍，完全獨立地開發(fā)出在功能上毫不遜色于微軟的商業(yè)操作系統(tǒng)的一個全新的免費 UNIX 操作系統(tǒng)－－ Linux（發(fā)音為 Linucks） 。 Linux 是如今的桌面系統(tǒng)領(lǐng)域中，唯一能做到與 Windows 相抗衡的操作系統(tǒng)。 Linux 系統(tǒng)概述 按照 Linux 開發(fā)者的說法， Linux是一個遵循 POSIX(Portable Operating System Interface)標(biāo) 準(zhǔn) 的 免 費 操 作 系 統(tǒng) ， 具 有 BSD(Berkely Software Distribution) 和 SYSV（ System V） 的擴展特性（表明其在外表和性能上同常見的 UNIX 非常相象，但是所有系統(tǒng)核心代碼已經(jīng)全部被重新編寫了）。 1991 年 8 月一位來自芬蘭赫爾辛基大學(xué)的年輕人 Linus Benedict Torvalds 對外發(fā)布了一套全新的操作系統(tǒng)。事情的 來龍去脈 是這樣的：為了學(xué)習(xí) 使用著名的計算機科學(xué)家 Andrew S. Tanenbaum 開發(fā)的 Minix （一北京理工大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 3 套功能簡單，簡單易懂的 UNIX 操作系統(tǒng)，可以在 8086 上運行，后來也支持80386，在一些 PC 機平臺上非常流行）， Linus 購買了一臺 486 微機，但是他發(fā)現(xiàn) Minix 的功能還很不完善，于是他決心自己寫一個保護模式下的操作系統(tǒng)，這就是 Linux 的原型。最開始的 Linux 是用匯編語言編寫的。主要工作是用來處理 80386 保護模式 。短短四年之后， Linux 在 1994 年的 3 月 14 日發(fā)布了它的第一個正式版本 版 。 目前 Linux 已經(jīng)是一個完整的類 UNIX 操作系統(tǒng)了。 Linux 源代碼的結(jié)構(gòu) Linux 用來支持各種體系結(jié)構(gòu)的源代碼包含大約 4500 個 C 語言程序，存放在 270 個左右的子目錄下，總共大約包含 200 萬行代碼，大概占用 58MB 磁盤空間。 Linux 內(nèi)核源代碼位于 /usr/src/linux 目錄，其框架結(jié)構(gòu)如下 : ? /include 子目錄包含了建立內(nèi)核代碼時所需的大部分頭文件，這個模塊利用其他模塊重建內(nèi)核。 ? /init 子目錄包含了內(nèi)核的初始化代碼，這是內(nèi)核工 作開始的起點。 ? /arch 子目錄包含了所有硬件結(jié)構(gòu)特定的內(nèi)核代碼。如： I386,ARM 等。 ? /drivers 子目錄包含了內(nèi)核中所有的設(shè)備驅(qū)動程序，如塊設(shè)備和 SCSI 設(shè)備。 ? /fs 子目錄包含了所有的文件系統(tǒng)的代碼。如 :ext2,vfat 等。 ? / 子目錄包含了內(nèi)核的連網(wǎng)代碼。 ? /mm 子目錄包含了所有內(nèi)存管理代碼。 ? /ipc 子目錄包含了進程間通信代碼。 ? /kernel 子目錄包含了主內(nèi)核代碼。 Linux 的開發(fā)方式 Linux 是基于 GPL(GNU General Public License)的 opensource 軟件。opensource(開放源碼 )軟件是一個新名詞 ,這種軟件的 源 代 碼可以被公眾使用 、修改和發(fā)布 ,開放源碼軟件通常是有 copyright 的，它的 許可證 可能包含這樣一些限制 : 必須保護開放狀態(tài)，著者身份公告，或者對于源碼開發(fā)的控制?！伴_放源碼”正在被代表公眾利益的軟件組織注冊為認證標(biāo)記，這也是正式的開放源碼定義的一部分。開放源碼軟件主要由散布在全世界的編程者隊伍所開北京理工大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 4 發(fā)，但是同時一些大學(xué)，政府機構(gòu)承包商，協(xié)會和商業(yè)公司也開發(fā)它。 GPL 是GNU通用公共許可證的縮寫， Linux 操 作系統(tǒng)以及與它有關(guān)的大量軟件是在 GPL的推動下開發(fā)和發(fā)布的。 GPL 的核心思想體現(xiàn)在三個方面：一是有復(fù)制程序并且把它送給 別人 的自由；二是有獲取代碼 后 ，按照 獲取者 意愿修改 的 自由；三是有發(fā)布軟件的改進版并且以此創(chuàng)建自由軟件社團的自由。很多開放源碼軟件的擁護者認為開放源碼的軟件比它們的對手商業(yè)軟件要好。一個公司即使是可以調(diào)集上萬測試人員來進行排錯的工作，這些測試者通常也不會把握說， “ 這些 軟件 的 錯誤 被 修補 過了。 ” 自由軟件的資深作家、 《 新黑客詞典 》 的編輯 Eric S. Raymond 認為，開放源碼的 開發(fā)方式 天生就要比傳 統(tǒng)的自頂向下設(shè)計方法優(yōu)越。腦力勞動者集市 化 的運作邏輯保證，只有最好的代碼和整體結(jié)構(gòu) 由編程者的同行來判斷 才會最后 保留 下來。公司的軟件通常是按照預(yù)先確定的計劃編制出來的，很少有改進和革新的余地 。 Linux 成為優(yōu)秀的嵌入式 OS 的必然性 Linux 成為優(yōu)秀的嵌入式操作系統(tǒng)，有其自身的必然性，這種必然性的根源在于自由軟件的開發(fā)模式和開放性。自由軟件的由一個標(biāo)準(zhǔn)組織控制，全世界范圍軟件人員并行開發(fā)的方式造就了 Linux 可剪裁的內(nèi)核結(jié)構(gòu)，而可剪裁性恰恰是將 Linux 與嵌入式系統(tǒng)緊密聯(lián)系在一起 的紐帶，另一方面嵌入式系統(tǒng)對成本的嚴格限制也使得具備開放特征的 Linux 超越其它諸如 Vxwork、 pSOS、Neculeus 和 Windowss CE 等強勁競爭對手成為市場占有率第一的嵌入式操作系統(tǒng)。 嵌入式 Linux 嵌入式 Linux 系統(tǒng)概述 嵌入式 Linux(Embedded Linux)是指對 Linux 經(jīng)過小型化裁剪后，能夠固化在容量只有幾十萬字節(jié)或幾十億字節(jié)的存儲器芯片或單片機中，應(yīng)用于特定嵌入式場合的專用 Linux 操作系統(tǒng)。 嵌入式 Linux 的特點 嵌入式 Linux 操 作系統(tǒng)產(chǎn)品在 2020 年開始涌現(xiàn)， 短短一年之后， 嵌入式北京理工大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 5 Linux 操作系統(tǒng)達到了整個 嵌入式操作系統(tǒng) 市場的 1/4。人們 驚呼，沒想到Linux 行業(yè)的贏利竟然是從嵌入式 Linux 系統(tǒng)開始的！ Linux 在嵌入式系統(tǒng)領(lǐng)域能取得成功有以下幾點原因： 1) 性能穩(wěn)定，功能強大，占用資源較少。 Linux 是按照 POSIX 標(biāo)準(zhǔn)編寫的，許多源代碼借鑒了 UNIX。 2) 模塊的動態(tài)加載，獨特的內(nèi)核結(jié)構(gòu)和工作方式使 Linux 非常適合于工作在嵌入式系統(tǒng)中。 3) 良好的平臺可移植性， 已經(jīng)支持除 i38 i58 i686 和ARM 之外的 Alpha、 M68k、 MIPS、 MIPS6 PPC、 SPARC、 SPARC6 IA64 的十多種體系結(jié)構(gòu)。 4) 系統(tǒng)可剪裁性，可以靈活的添加和刪減各種驅(qū)動程序，具體的 PDE（ Portable Digital Equipment）跟實際應(yīng)用聯(lián)系十分密切，采用的器件多種多樣，良好的平臺可移植性和系統(tǒng)可剪裁性對靈活的系統(tǒng)設(shè)計有著極其重要的意義，也為開發(fā)調(diào)試提供了方便。 5) 整個系統(tǒng)是免費的，只要遵守 GPL 規(guī)則，任何人都可以使用、修改甚至銷售 Linux，全世界有無數(shù)個人和組織在不斷的完善 Linux，有眾多的計算機廠商提供 Linux 相關(guān)的產(chǎn)品和服務(wù)。 開放源代碼意味著對新設(shè)計、制造的 硬件產(chǎn)品 的快速支持。嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域通常要求系統(tǒng)高度個性化、高度細分。因此，對新 產(chǎn)品 的快速支持是一個適合推廣的嵌入式操作系統(tǒng)必須具備的能力。 6) 對多種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的完美支持。在即將到來的后 PC 時代， 聯(lián)網(wǎng) 將成為數(shù)字產(chǎn)品必備的能力，沒有聯(lián)網(wǎng)能力的設(shè)備，在信息化時代會顯得毫無意義。而Linux 天生 具備優(yōu)良的網(wǎng)絡(luò) 連接 能力，支持當(dāng)前所有的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。 從 Linux 到嵌入式 Linux 由于 Linux 開始是為臺式機開發(fā)的，與臺式機相比，嵌入式系統(tǒng)有自己的一些特點，如內(nèi)存容量有限等，所以把 Linux 應(yīng)用于嵌入式系統(tǒng)，還需要做大量的工作。這些工作包括： 1) 嵌入式系統(tǒng)中的揮發(fā)性 /非揮發(fā)性存儲器容量受到嚴格的限制，為適應(yīng)系統(tǒng)對尺寸的要求，需要剪裁嵌入式 Linux 的內(nèi)核。 北京理工大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 6 2) 嵌入式系統(tǒng)的主頻和總線帶寬也經(jīng)常由于成本或應(yīng)用的原因，不能或不必提供更高的性能，作為操作系統(tǒng)，嵌入式 Linux 也需要做出相應(yīng)的改變，改寫某些核心模塊和驅(qū)動程序。 3) 嵌入式 Linux 直接面向特定的應(yīng)用，為了適應(yīng)一些特殊的應(yīng)用需求，有時必須改變嵌入式 Linux 的工作方式。例如 Linux 是一個 多線程、多任務(wù) 的操作系統(tǒng)，并不適用于某些實時性要求較高的環(huán)境中，目前已經(jīng)出現(xiàn)了經(jīng)過改造的，專門用于實時環(huán)境的嵌入式實時 Linux。 4) 嵌入式 Linux 的圖形環(huán)境與桌面系統(tǒng)相比簡陋的多，對中文的支持也不夠完善，對于某些手持數(shù)字設(shè)備，這方面還有許多工作要做。 5) 在嵌入式系統(tǒng)領(lǐng)域，沒有 Intel 這樣的壟斷組織，相比于桌面系統(tǒng)Linux，嵌入式 Linux 有更大的發(fā)展空間。 系統(tǒng)平臺中的軟件系統(tǒng) Linux 與嵌入式系統(tǒng) Linux 具有內(nèi)核小，效率高，源代碼開放，內(nèi)核直接提供網(wǎng)絡(luò)支持等優(yōu)點。但嵌入式系統(tǒng)的硬件資源畢竟 有限，