基于嵌入式Linux的运动目标检测系统 02 嵌入式, Linux, 检测, 数学

samwalton

　3.2 算法描述
　　算法描述如下所示：
　　(1)对序列图像进行3x3中值滤波预处理，去掉图像随即噪声。减少以后运算的复杂度，克服噪声对图像处理结果的干扰;
　　(2)从视频图像序列中选取背景图像Bk(x,y)，使其只包含固定的背景图像;
　　(3)在视频图像序列中选取连续的两帧图像，其中前一帧图像Pk-1(x，y);
　　(4)计算当前帧与背景帧差得FD(x，y)，从图像中提取出完整的目标;
　　(5)计算当前帧与前一帧的差得FD(x，y)，得到目标的变化量;
　　(6)求帧差FD(x，y)与FG(x，y)的交集得到运动目标粗糙的运动区域图像;
　　(7)数学形态学运算使得运动区域封闭，连续完整，并去掉背景中的噪声。
　　其中:
　　式中T为阈值。对于给定视频序列的图像，假设像素点k处没有运动，其帧差也服从均值为0，方差为σ2的Gauss分布N(O，σ2)：
　　式中：H0表示无运动假设;σ2是帧差得统计方差，通常认为他等于摄像头噪声方差的2倍。根据概率统计学假设检验“3σ”法则，并根据“正确的阈值T应该能消除大部分噪声”的原则。由实验测试的阈值T在本系统的应用背景下可以选在5～15之间。基于以上算法，系统的具体实现如图3所示。
　　3.3 GSM模块的短信通知
　　对于GSM模块来说所有的操作都是通过AT命令(AT命令就是与MODEM相连的终端或计算机发出的以“AT”开始(除两个立即执行命令外)，以回车结束执行的一套命令)来实现的。编程时先把AT命令作为数据通过数据串口发送给GSM模块，GSM模块把接收到的数据作为AL命令来解释，随后根据命令执行响应的操作。具体操作为：包含串口操作需要的头文件，打开串口，在linux下串口相关文件是位于/dev下，打开串口是通过使用标准的文件打开函数操作：fd=open(“/dev/ttySO”，O_RDWR);设置串口最基本的设置串口包括波特率，校验位和停止位设置。串口的设置主要是设置struct termios结构体的各成员值;设置短信发送格式(O_PDU，1_文本);发送短消息。例如短消息的内容为hel lo，则AT指令应为AT+CMGS=“139# # # # #2312”>hello^z(^z表示ctrl+z);关闭串口close(fd)。
　　3.4 图像的传输
　　实现流媒体网络传输的方法有很多，超文本传输协议(HyperText Transfer Protocol，HTTP)是用于从WWW服务器传输超文本到本地浏览器的传输协议，属于客户端浏览器与Web服务器之间的应用通信层协议，它可以使浏览器更加高效，使网络传输减少。HTTP协议采用了请求/响应模式，具体实现过程为：在嵌入式开发板S3C6410中植入嵌过人式Web服务器，在完成配置之后，用户先在地址栏里输入URL地址，此时客户端浏览器打开一个Socket文件，标志着成功的建立了连接，通过Socket客户端浏览器IE向Web服务器提交请求，Web服务器接收到请求后处理请求，并将结果通过HTTP送回给客户端浏览器IE。当浏览器IE与服务器建立了连接后，通过system(“tar”)和system(“cp”)将存储在开发板上的图片打包并拷贝到Web服务器的主目录下，并编写主目录下的超文本标记语言(Hypertext MarkedLanguage，HTML)，是一种用来制作超文本文档的简单标记语言，超文本传输协议规定了测览器在运行HTML文档时所遵循的规则和进行的操作。HTML文件中最端的浏览器可以访问服务器主目录下保存的图像。具体的格式为：[url=]超链接名称[/url]，标签[url=]表示一个链接的开始，[/url]表示链接的结束。
　　4 实验结果
　　整套系统在模拟的环境下进行了测试，启动系统，等系统稳定后，移动摄像头视野中的某样物体，使监控的画面发生变化，此时系统会发短信给用户，当用户收到短信时，打开浏览器，在地址栏输入URL，下载存储在Web服务器主目录下的图片，便可以查看实验结果。显示的图片结果如图4所示，系统会将摄像头视野范围内的运动物体框起来，并记录下发现运动物体的时间。
　　5 结语
　　本文设计了一种以arm11为核心芯片，嵌入式Linux为操作系统，采用背景差分法和帧间差分法相结合作为核心算法的运动检测系统。并与GSM模块相结合，已达到监控无人值守的目的，实验结果达到了预期的目的，该系统体积小，功耗低，成本低，使用方便灵活，功能可扩展等特点，可用于家居环境或是私人办公室等场所。具有较好的市场前景。