一種基于Zynq-7000的運(yùn)動目標(biāo)檢測與跟蹤系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于Zynq?7000的運(yùn)動目標(biāo)檢測與跟蹤系統(tǒng)，以軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì)為方法，將系統(tǒng)進(jìn)行軟件實(shí)現(xiàn)劃分，主要包括運(yùn)動目標(biāo)檢測IP、跟蹤加速IP、顯示控制器IP、Linux設(shè)備驅(qū)動與接口程序、Linux用戶應(yīng)用。所述運(yùn)動目標(biāo)檢測IP，由可編程邏輯實(shí)現(xiàn)完成視頻場景中運(yùn)動目標(biāo)信息的提??；所述跟蹤加速IP由可編程邏輯實(shí)現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)跟蹤功能的加速；所述顯示控制器IP由可編程邏輯實(shí)現(xiàn)，負(fù)責(zé)顯示數(shù)據(jù)的變換與處理；所述Linux設(shè)備驅(qū)動與接口程序?yàn)橛脩籼峁┫到y(tǒng)硬件及IP的配置與數(shù)據(jù)交互；所述Linux用戶應(yīng)用實(shí)現(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)的跟蹤功能并提供界面友好的人機(jī)交互。本發(fā)明具有內(nèi)部數(shù)據(jù)總線速度快，高性能的處理器用于清晰圖像處理，高效的視頻監(jiān)控能力等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】
一種基于Zynq-7000的運(yùn)動目標(biāo)檢測與跟蹤系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及圖像處理與計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種基于Zynq-7000的運(yùn)動目標(biāo)檢測與跟蹤系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]圖像視頻監(jiān)控作為安防系統(tǒng)的一個(gè)重要元素，目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用于國防、工業(yè)、交通、能源、信息技術(shù)以及日常生活等領(lǐng)域，并發(fā)揮著極其重要的作用。尤其是日常生活中，個(gè)人可以搭建屬于自己的圖像監(jiān)控系統(tǒng)。隨著相關(guān)技術(shù)的發(fā)展與推廣，前端一體化、視頻數(shù)據(jù)數(shù)字化、監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)化、系統(tǒng)集成化已經(jīng)成為視頻監(jiān)控系統(tǒng)公認(rèn)的發(fā)展方向。當(dāng)前視頻監(jiān)控系統(tǒng)大多基于PC機(jī)實(shí)現(xiàn)，存在成本高，體積大等缺點(diǎn)。在嵌入式平臺上實(shí)現(xiàn)可靠性與實(shí)時(shí)性倶佳的目標(biāo)跟蹤系統(tǒng)，成為當(dāng)前研究的熱點(diǎn)。
[0003]Zynq-7000是基于Xilinx全可編程的可擴(kuò)展處理平臺結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)在單芯片內(nèi)集成了具有豐富特點(diǎn)的雙核ARM Cortex-A9多核處理器的處理系統(tǒng)(ProcessingSystem, PS)和 Xilinx 可編程邏輯(Programmable Logic，PL)。雙核 ARM Cortex_A9 多核CPU是PS的“心臟”，它包含片上存儲器、外部存儲器接口和一套豐富的I/O外設(shè)。Zynq-7000中的PL采用了 Xilinx7系列的FPGA技術(shù)，用于擴(kuò)展功能，以滿足特定的功能需求。Zynq-7000作為首款將高性能ARM Cortex A系列處理器與高性能FPGA在單芯片內(nèi)緊密結(jié)合的產(chǎn)品，與其他獨(dú)立ARM Cortex-A9與Xilinx FPGA在單板上相比，其可具有如下優(yōu)點(diǎn):設(shè)計(jì)成本降低；設(shè)計(jì)整體功耗降低；設(shè)計(jì)體積減少；設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)降低；設(shè)計(jì)更靈活。為了實(shí)現(xiàn)這些優(yōu)點(diǎn)，Xilinx在設(shè)計(jì)Zynq-7000時(shí)不僅要將不同工藝特征的處理器和FPGA融合在一個(gè)芯片上并保證其良品率，更要設(shè)計(jì)高效的片內(nèi)高性能處理器與FPGA之間互聯(lián)通路。該互聯(lián)通路通過AXI總線來實(shí)現(xiàn)，AXI是一種總線協(xié)議，該協(xié)議是ARM公司提出的AMBA協(xié)議中最重要的部分，是一種面向高性能、高帶寬、低延遲的片內(nèi)總線，滿足超高性能和復(fù)雜的片上系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需求。AXI是保證片內(nèi)和片上互聯(lián)高速通信的基礎(chǔ)。Zynq-7000的內(nèi)部設(shè)備都有AXI接口，通過AXI總線協(xié)議，內(nèi)部設(shè)備可以進(jìn)行高速低延遲的通信，即ARM和FPGA可以保證高速的數(shù)據(jù)傳輸。
[0004]傳統(tǒng)的監(jiān)控方式都必須由人直接或者間接的參與其中，并做出判斷，對于人員的依賴性極高，需要監(jiān)控人員注意力高度集中于監(jiān)控屏幕，其視力強(qiáng)度很大。當(dāng)監(jiān)控人員工作超過一定時(shí)長，注意力會大大降低，實(shí)際的工作效率并不高。如果此時(shí)現(xiàn)場作業(yè)人員出現(xiàn)危險(xiǎn)情況，監(jiān)控人員極有可能漏過重要信息而造成嚴(yán)重后果。
[0005]綜上，現(xiàn)有監(jiān)控系統(tǒng)存在以下問題:
1、監(jiān)控設(shè)備笨重、不便于安裝、成本較高；
2、監(jiān)控效率低下，需要過多的人為干預(yù)、大大降低了監(jiān)控系統(tǒng)的預(yù)見性與可靠性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種基于Zynq-7000的運(yùn)動目標(biāo)檢測與跟蹤系統(tǒng)，該方案不僅具有嵌入式系統(tǒng)的小巧靈活，在處理性能上可同PC機(jī)相媲美；同時(shí)具備監(jiān)控場景運(yùn)動目標(biāo)的檢測與跟蹤能力，可有效提尚監(jiān)控效率。
[0007]本發(fā)明采用以下方案實(shí)現(xiàn):一種基于Zynq-7000的運(yùn)動目標(biāo)檢測與跟蹤系統(tǒng)，包括USB攝像頭，所述USB攝像頭采集圖像視頻信息并將信息通過USB接口上傳至基于Zynq-7000的Zedboard開發(fā)板，所述Zedboard開發(fā)板上集成雙核ARM Cortex_A9處理器的處理系統(tǒng)Processing System和Xi I inx可編程邏輯ProgrammabIe Logic;所述Zedboard開發(fā)板的USB接口獲取圖像數(shù)據(jù)，通過可編程邏輯Programmable Logic中的運(yùn)動檢測模塊IP獲取運(yùn)動目標(biāo)信息并通過AXI4接口將運(yùn)動信息上傳至處理系統(tǒng)Processing System;所述處理系統(tǒng)Processing System運(yùn)行Linux操作系統(tǒng)，利用運(yùn)動檢測IP的運(yùn)動目標(biāo)信息判斷警戒區(qū)域目標(biāo)，對進(jìn)入警戒區(qū)域的運(yùn)動目標(biāo)進(jìn)行跟蹤并記錄其運(yùn)動軌跡，并將跟蹤結(jié)果通過LCD顯示出來。
[0008]進(jìn)一步地，所述視頻監(jiān)控系統(tǒng)為具備運(yùn)動目標(biāo)檢測與跟蹤能力的監(jiān)控系統(tǒng)。
[0009]進(jìn)一步地，所述帶運(yùn)動目標(biāo)檢測與跟蹤功能的監(jiān)控系統(tǒng)包括異構(gòu)嵌入式處理器Zynq-7000 SoC，所述嵌入式處理器連接有一USB攝像頭、一鼠標(biāo)、一鍵盤以及一IXD顯示器。
[0010]進(jìn)一步地，所述運(yùn)動檢測功能在Zynq-7000的可編程邏輯端實(shí)現(xiàn)，跟蹤功能由Zynq-7000的處理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)并通過可編程邏輯加速。
[0011]進(jìn)一步地，所述視頻監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)動檢測IP，采用相鄰幀差法實(shí)現(xiàn)監(jiān)控視頻場景中運(yùn)動目標(biāo)信息的提取。
[0012]進(jìn)一步地，所述視頻監(jiān)控系統(tǒng)的目標(biāo)跟蹤，采用CamShift算法實(shí)現(xiàn)監(jiān)控視頻場景中警戒區(qū)域運(yùn)動目標(biāo)的跟蹤與軌跡記錄。
[0013]進(jìn)一步地，所述監(jiān)控終端是Linux上的應(yīng)用程序。
[0014]進(jìn)一步地，所述視頻監(jiān)控系統(tǒng)具有良好的人機(jī)交互能力，用戶通過鍵盤與鼠標(biāo)完成系統(tǒng)工作屬性的設(shè)置，通過LCD觀察運(yùn)動目標(biāo)個(gè)數(shù)、被跟蹤目標(biāo)個(gè)數(shù)以及系統(tǒng)的資源利用率。
[0015]特別地，該系統(tǒng)以軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì)為方法，將系統(tǒng)進(jìn)行軟件實(shí)現(xiàn)劃分，主要包括運(yùn)動目標(biāo)檢測IP、跟蹤加速IP、顯示控制器IP、Linux設(shè)備驅(qū)動與接口程序、Linux用戶應(yīng)用。所述運(yùn)動目標(biāo)檢測IP，由可編程邏輯實(shí)現(xiàn)完成視頻場景中運(yùn)動目標(biāo)信息的提取;所述跟蹤加速IP由可編程邏輯實(shí)現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)跟蹤功能的加速;所述顯示控制器IP由可編程邏輯實(shí)現(xiàn)，負(fù)責(zé)顯示數(shù)據(jù)的變換與處理;所述Linux設(shè)備驅(qū)動與接口程序?yàn)橛脩籼峁┫到y(tǒng)硬件及IP的配置與數(shù)據(jù)交互;所述Linux用戶應(yīng)用實(shí)現(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)的跟蹤功能并提供界面友好的人機(jī)交互。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
1、經(jīng)測試，如果用Zynq-7000中單個(gè)的ARM Cortex-A9處理器完成高清圖像的處理時(shí)，處理器資源被100%占用，但只能每秒處理5?6幀圖像，視頻輸出時(shí)有明顯的頓挫感;切換用FPGA加速時(shí)，ARM被釋放，在占用不到25%的片內(nèi)FPGA資源的情況下，對于720P圖像來說每秒能實(shí)時(shí)完成60幀的處理。因此本發(fā)明利用Zynq中FPGA部分完成高速視頻的預(yù)處理、運(yùn)動目標(biāo)檢測、跟蹤加速等，而ARM主要負(fù)責(zé)操作系統(tǒng)運(yùn)行、復(fù)雜的控制及跟蹤算法的迭代運(yùn)算。
[0017]2、Zynq_7000的內(nèi)部設(shè)備都有AXI接口，通過AXI總線協(xié)議，內(nèi)部設(shè)備可以進(jìn)行高速低延遲的通信，即ARM和FPGA可以保證高速的數(shù)據(jù)傳輸，即內(nèi)部數(shù)據(jù)的交互不會成為速度上的瓶頸。
[0018]3、實(shí)現(xiàn)了視頻監(jiān)控場景中運(yùn)動目標(biāo)的檢測以及對進(jìn)入警戒區(qū)域目標(biāo)的自動跟蹤及軌跡記錄，提高了監(jiān)控效率。
【附圖說明】
[0019]圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)框架圖。
[0020]圖2是本發(fā)明中運(yùn)動檢測IP結(jié)構(gòu)圖。
[0021]圖3是本發(fā)明中跟蹤加速IP結(jié)構(gòu)圖。
[0022]圖4是本發(fā)明設(shè)備驅(qū)動與程序接口示意圖。
[0023]圖5是本發(fā)明用戶軟件結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。
[0025]本實(shí)施例提供一種基于Zynq-7000的運(yùn)動目標(biāo)檢測與跟蹤系統(tǒng)，包括USB攝像頭，所述USB攝像頭采集圖像視頻信息并將信息通過USB接口上傳至基于Zynq-7000的Zedboard開發(fā)板，所述Zedboard開發(fā)板上集成雙核ARM Cortex_A9處理器的處理系統(tǒng)Processing System和Xi I inx可編程邏輯ProgrammabIe Logic ；所述Zedboard開發(fā)板的USB接口獲取圖像數(shù)據(jù)，通過可編程邏輯Programmable Logic中的運(yùn)動檢測模塊IP獲取運(yùn)動目標(biāo)信息并通過AXI4接口將運(yùn)動信息上傳至處理系統(tǒng)Processing System;所述處理系統(tǒng)Processing System運(yùn)行Linux操作系統(tǒng)，利用運(yùn)動檢測IP的運(yùn)動目標(biāo)信息判斷警戒區(qū)域目標(biāo)，對進(jìn)入警戒區(qū)域的運(yùn)動目標(biāo)進(jìn)行跟蹤并記錄其運(yùn)動軌跡，并將跟蹤結(jié)果通過LCD顯示出來。
[0026]在本實(shí)施例中，所述視頻監(jiān)控系統(tǒng)為具備運(yùn)動目標(biāo)檢測與跟蹤能力的監(jiān)控系統(tǒng)。
[0027]在本實(shí)施例中，所述帶運(yùn)動目標(biāo)檢測與跟蹤功能的監(jiān)控系統(tǒng)包括異構(gòu)嵌入式處理器Zynq-7000 SoC，所述嵌入式處理器連接有一USB攝像頭、一鼠標(biāo)、一鍵盤以及一LCD顯示器。
[0028]在本實(shí)施例中，所述運(yùn)動檢測功能在Zynq-7000的可編程邏輯端實(shí)現(xiàn)，跟蹤功能由Zynq-7000的處理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)并通過可編程邏輯加速。
[0029]在本實(shí)施例中，所述視頻監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)動檢測IP，采用相鄰幀差法實(shí)現(xiàn)監(jiān)控視頻場景中運(yùn)動目標(biāo)信息的提取。
[0030]在本實(shí)施例中，所述視頻監(jiān)控系統(tǒng)的目標(biāo)跟蹤，采用CamShift算法實(shí)現(xiàn)監(jiān)控視頻場景中警戒區(qū)域運(yùn)動目標(biāo)的跟蹤與軌跡記錄。
[0031 ] 在本實(shí)施例中，所述監(jiān)控終端是Linux上的應(yīng)用程序。
[0032]在本實(shí)施例中，所述視頻監(jiān)控系統(tǒng)具有良好的人機(jī)交互能力，用戶通過鍵盤與鼠標(biāo)完成系統(tǒng)工作屬性的設(shè)置，通過LCD觀察運(yùn)動目標(biāo)個(gè)數(shù)、被跟蹤目標(biāo)個(gè)數(shù)以及系統(tǒng)的資源利用率。
[0033]在本實(shí)施例中，如圖1所示，該系統(tǒng)以軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì)為方法，將系統(tǒng)進(jìn)行軟件實(shí)現(xiàn)劃分，主要包括運(yùn)動目標(biāo)檢測IP、跟蹤加速IP、顯示控制器IP、Linux設(shè)備驅(qū)動與接口程序、Linux用戶應(yīng)用。所述運(yùn)動目標(biāo)檢測IP，由可編程邏輯實(shí)現(xiàn)完成視頻場景中運(yùn)動目標(biāo)信息的提取;所述跟蹤加速IP由可編程邏輯實(shí)現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)跟蹤功能的加速;所述顯示控制器IP由可編程邏輯實(shí)現(xiàn)，負(fù)責(zé)顯示數(shù)據(jù)的變換與處理;所述Linux設(shè)備驅(qū)動與接口程序?yàn)橛脩籼峁┫到y(tǒng)硬件及IP的配置與數(shù)據(jù)交互;所述Linux用戶應(yīng)用實(shí)現(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)的跟蹤功能并提供界面友好的人機(jī)交互。
[0034]在本實(shí)施例中，系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)如下:本系統(tǒng)從需求上劃分主要包括視頻采集、人機(jī)交互、運(yùn)動檢測、目標(biāo)跟蹤四個(gè)部分，通過視頻采集單元獲取視頻圖像序列，經(jīng)運(yùn)動檢測提取視頻場景中的運(yùn)動目標(biāo)可得到其位置與大小等信息，根據(jù)運(yùn)動目標(biāo)的位置，對進(jìn)入到警戒區(qū)域的目標(biāo)自動跟蹤同時(shí)記錄其運(yùn)動軌跡，基于人機(jī)交互，可選擇視頻的采集方式、跟蹤模式、是否硬件加速等操作以及觀察實(shí)時(shí)跟蹤結(jié)果。異構(gòu)片上系統(tǒng)Zynq-7000由基于ARM內(nèi)核的處理系統(tǒng)和FPGA技術(shù)的可編程邏輯兩個(gè)部分構(gòu)成，為此，需要對系統(tǒng)各部分的實(shí)現(xiàn)作軟硬件劃分。Linux OS運(yùn)行在處理系統(tǒng)端協(xié)調(diào)軟硬件的工作，進(jìn)行視頻采集，并在Linux的用戶空間作人機(jī)交互的開發(fā);運(yùn)動檢測與目標(biāo)跟蹤的實(shí)現(xiàn)，需要對視頻數(shù)據(jù)流做大量的運(yùn)算處理，在可編程邏輯端實(shí)現(xiàn)運(yùn)動檢測并對目標(biāo)跟蹤算法作硬件加速。系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)見圖1，主要包括硬件、Linux內(nèi)核、Linux應(yīng)用，圖示僅給出了層次關(guān)系。以下描述每個(gè)功能模塊的作用與實(shí)現(xiàn):
1、視頻采集:系統(tǒng)主要通過USB攝像頭作視頻采集，為了便于系統(tǒng)測試，也可以從SD卡中讀取標(biāo)準(zhǔn)視頻流，這部分在Zynq-7000 SoC的處理系統(tǒng)端通過硬化的USB和SD接口實(shí)現(xiàn)。
[0035]2、人機(jī)交互:硬件主要包括USB接口的鼠標(biāo)與鍵盤、HDMI接口的顯示器、HDMI控制IP等，軟件界面則由基于Qt開源的GUI庫開發(fā)完成，需要片上系統(tǒng)的處理系統(tǒng)與可編程邏輯端共冋完成。
[0036]3、運(yùn)動檢測:此部分的任務(wù)是從視頻場景中完成運(yùn)動目標(biāo)的檢測，并將檢測到的結(jié)果傳送至目標(biāo)跟蹤部分，此部分完全在可編程邏輯端實(shí)現(xiàn)，并通過系統(tǒng)端口與處理系統(tǒng)端進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。
[0037]4、目標(biāo)跟蹤:該部分首先需要對視頻圖像進(jìn)行色彩空間變換、反向投影以及目標(biāo)顏色直方圖統(tǒng)計(jì)，之后通過跟蹤算法完成目標(biāo)的定位。由于場景中目標(biāo)運(yùn)動及尺寸變化的不確定性，導(dǎo)致算法的窗口滑動過程與大小變化比較隨機(jī)，若用硬件實(shí)現(xiàn)，困難大且加速效果不明顯，因此將跟蹤核心算法基于軟件的方式實(shí)現(xiàn)，跟蹤的前期圖像處理部分通過可編程邏輯作硬件加速。
[0038]運(yùn)動目標(biāo)檢測IP實(shí)現(xiàn):
經(jīng)過調(diào)試等一系列設(shè)計(jì)迭代后，通過Vivado HLS工具將運(yùn)動檢測算法封裝成基于AXI4總線的IP。運(yùn)動檢測IP的結(jié)構(gòu)見圖2中藍(lán)色區(qū)域，主要包括輸入輸出端口、IP控制端口、端口總線協(xié)議轉(zhuǎn)換單元、算法處理單元。圖2中的運(yùn)動檢測IP通過AXI VDMACAXI Video DirectMemory Access)從DDR儲存器中讀取和寫入視頻數(shù)據(jù)，處理系統(tǒng)通過AX1-Lite總線實(shí)現(xiàn)對運(yùn)動檢測IP的寄存器進(jìn)行訪問。需要注意的是在VDMA與DDR存儲器之間還要經(jīng)過AXI互聯(lián)器與Zynq-7000處理系統(tǒng)的HP端口，為簡便起見，在圖2中并沒有給出。
[0039]所述Vivado HLS工具為Xi I inx高層次綜合工具，可完成基于C/C++描述的算法級的綜合實(shí)現(xiàn);所述AXI VDMA作為先進(jìn)的可擴(kuò)展接口內(nèi)核能在存儲器與支持AXM-Stream視頻協(xié)議的外設(shè)之間提供高帶寬直接內(nèi)存訪問通道。
[0040]跟蹤加速IP實(shí)現(xiàn): 根據(jù)CamShift跟蹤算法的流程，對其中的顏色空間轉(zhuǎn)換、圖像反向投影與目標(biāo)顏色直方圖計(jì)算部分進(jìn)行硬件加速，并將其封裝為基于AXI總線的硬件IP。跟蹤加速IP的結(jié)構(gòu)如圖3中下方區(qū)域所示，與運(yùn)動檢測IP相類似，包括輸入輸出端口、IP控制端口、端口總線協(xié)議轉(zhuǎn)換單元、算法處理單元。
[0041 ]設(shè)備驅(qū)動與程序接口的實(shí)現(xiàn):
作為連接硬件和內(nèi)核之間的橋梁，Linux設(shè)備驅(qū)動是操作系統(tǒng)與硬件之間數(shù)據(jù)交互的通道。因此在完成了硬件IP的設(shè)計(jì)后，還需要選擇或設(shè)計(jì)相應(yīng)的Linux設(shè)備驅(qū)動以及應(yīng)用層程序接口，才能在系統(tǒng)用戶空間對硬件IP或外設(shè)作配置與數(shù)據(jù)讀寫等操作。Xilinx提供了多種類型的IP核驅(qū)動，根據(jù)本系統(tǒng)的需要，添加相應(yīng)的驅(qū)動，在這里添加Xilinx提供的視頻流水線驅(qū)動，在配置Linux內(nèi)核時(shí)，需要使能參數(shù)C0NFIG_VIDE0_XILINX，并綁定到Linux設(shè)備樹中。Xilinx IP的視頻設(shè)備驅(qū)動基于V4L2實(shí)現(xiàn)，V4L2是Linux內(nèi)核中關(guān)于視頻設(shè)備的內(nèi)核驅(qū)動框架，為上層的訪問底層的視頻設(shè)備提供了統(tǒng)一的接口。在用戶空間，可通過1ctl命令與驅(qū)動程序進(jìn)行交互。從用戶空間對系統(tǒng)進(jìn)行硬件的配置與訪問，其過程如圖4所示。
[0042]系統(tǒng)的用戶軟件設(shè)計(jì):
跟蹤系統(tǒng)的用戶軟件是一個(gè)多線程的Linux應(yīng)用程序，使用了基于Qt的圖形用戶界面，通過顯示器顯示出來，用戶可以通過鼠標(biāo)或者鍵盤輸入的方式與系統(tǒng)進(jìn)行交互。根據(jù)用戶不同的選擇，用戶軟件可以選擇不同的視頻源與系統(tǒng)算法的實(shí)現(xiàn)方式，同時(shí)用戶可以在顯示窗口觀察跟蹤的效果和CPU以及總線使用情況，完成用戶和系統(tǒng)之間的交互。應(yīng)用程序功能塊關(guān)系見圖5。
[0043]為了體現(xiàn)本發(fā)明的有益效果，以下結(jié)合本實(shí)施例說明本發(fā)明的操作過程。
[0044]當(dāng)打開用戶的視頻監(jiān)控界面，通過鼠標(biāo)使能系統(tǒng)，并選擇視頻的來源，SD卡或者USB攝像頭;默認(rèn)情況下系統(tǒng)不進(jìn)行硬件加速，用戶可觀察此時(shí)的系統(tǒng)資源利用情況，如CPU的利用率、處理系統(tǒng)端口的數(shù)據(jù)吞吐量等；用戶通過鼠標(biāo)選擇硬件加速選項(xiàng)，同時(shí)通過顯示屏觀察系統(tǒng)的資源利用情況;用戶可選擇SD卡中的標(biāo)準(zhǔn)視頻流測試系統(tǒng)的目標(biāo)檢測與跟蹤效果，觀察此時(shí)檢測到的有效目標(biāo)個(gè)數(shù)以及進(jìn)入警戒區(qū)域的目標(biāo)個(gè)數(shù)，判斷監(jiān)控系統(tǒng)的有效性。
[0045]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，凡依本發(fā)明申請專利范圍所做的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于Zynq-7000的運(yùn)動目標(biāo)檢測與跟蹤系統(tǒng)，其特征在于:包括USB攝像頭，所述USB攝像頭采集圖像視頻信息并將信息通過USB接口上傳至基于Zynq-7000的Zedboard開發(fā)板，所述Zedboard開發(fā)板上集成雙核ARM Cortex_A9處理器的處理系統(tǒng)ProcessingSystem和XiIinx可編程邏輯Programmable Logic ；所述Zedboard開發(fā)板的USB接口獲取圖像數(shù)據(jù)，通過可編程邏輯Programmable Logic中的運(yùn)動檢測模塊IP獲取運(yùn)動目標(biāo)信息并通過AXI4接口將運(yùn)動信息上傳至處理系統(tǒng)Processing System;所述處理系統(tǒng)ProcessingSystem運(yùn)行Linux操作系統(tǒng)，利用運(yùn)動檢測IP的運(yùn)動目標(biāo)信息判斷警戒區(qū)域目標(biāo)，對進(jìn)入警戒區(qū)域的運(yùn)動目標(biāo)進(jìn)行跟蹤并記錄其運(yùn)動軌跡，并將跟蹤結(jié)果通過IXD顯示出來。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于Zynq-7000的運(yùn)動目標(biāo)檢測與跟蹤系統(tǒng)，其特征在于:所述視頻監(jiān)控系統(tǒng)為具備運(yùn)動目標(biāo)檢測與跟蹤能力的監(jiān)控系統(tǒng)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于Zynq-7000的運(yùn)動目標(biāo)檢測與跟蹤系統(tǒng)，其特征在于:所述帶運(yùn)動目標(biāo)檢測與跟蹤功能的監(jiān)控系統(tǒng)包括異構(gòu)嵌入式處理器Zynq-7000 SoC，所述嵌入式處理器連接有一 USB攝像頭、一鼠標(biāo)、一鍵盤以及一IXD顯示器。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于Zynq-7000的運(yùn)動目標(biāo)檢測與跟蹤系統(tǒng)，其特征在于:所述運(yùn)動檢測功能在Zynq-7000的可編程邏輯端實(shí)現(xiàn)，跟蹤功能由Zynq-7000的處理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)并通過可編程邏輯加速。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于Zynq-7000的運(yùn)動目標(biāo)檢測與跟蹤系統(tǒng)，其特征在于:所述視頻監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)動檢測IP，采用相鄰幀差法實(shí)現(xiàn)監(jiān)控視頻場景中運(yùn)動目標(biāo)信息的提取。6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于Zynq-7000的運(yùn)動目標(biāo)檢測與跟蹤系統(tǒng)，其特征在于:所述視頻監(jiān)控系統(tǒng)的目標(biāo)跟蹤，采用CamShift算法實(shí)現(xiàn)監(jiān)控視頻場景中警戒區(qū)域運(yùn)動目標(biāo)的跟蹤與軌跡記錄。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于Zynq-7000的運(yùn)動目標(biāo)檢測與跟蹤系統(tǒng)，其特征在于:所述監(jiān)控終端是Linux上的應(yīng)用程序。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于Zynq-7000的運(yùn)動目標(biāo)檢測與跟蹤系統(tǒng)，其特征在于:所述視頻監(jiān)控系統(tǒng)具有人機(jī)交互能力，用戶通過鍵盤與鼠標(biāo)完成系統(tǒng)工作屬性的設(shè)置，通過LCD觀察運(yùn)動目標(biāo)個(gè)數(shù)、被跟蹤目標(biāo)個(gè)數(shù)以及系統(tǒng)的資源利用率。
【文檔編號】H04N7/18GK105847766SQ201610375998
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年5月30日
【發(fā)明人】程樹英, 林培杰, 李炎東, 陳志聰, 吳麗君, 章杰, 鄭茜穎, 邵偉明
【申請人】福州大學(xué)