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基于协方差和二叉树支持向量机的目标检测系统及方法

基于协方差和二叉树支持向量机的目标检测系统及方法

本发明公布了一种基于协方差和二叉树支持向量机的目标检测系统及方法,所述系统包括视频数据采集单元、图像预处理单元和背景建模车辆分割及显示单元。所述方法视频采集单元用于实时获取信息,并对模拟视频数字化及制式转换。图像处理单元包括现场可编程门阵列FPGA和通用信号处理器DSP两部分,FPGA作为协处理器;DSP作为主处理器,完成视频图像的背景建模、车辆目标分割与提取、车型识别算法的实现。利用FPGA和DSP的组合,结合基于图像协方差特征及支持向量机的车型识别算法可以实现多路视频实时车型识别。本发明可广泛用于智能交通管理领域,智能视频监控等多个领域。

本发明目的是为了避免基于3D的车型识别的算法高计算复杂度,克服基于2D车型识别算法的车型识别准确率低的问题,以及利用PC机处理数据时的摄像机与PC机之间通信成本较大,且处理的实时性不强和网络化应用不便等问题。提供一种基于协方差和二叉树的支持向量机的目标检测系统及方法。 本发明为实现上述目的,采用如下技术方案:

,最小包含第i类样本的超球体半径为

基于协方差和二叉树支持向量机的目标检测系统及方法,其特征在于四个CMOS摄像头分别通过同轴电缆与AD9888芯片A/D转换模块的模拟输入端连接,A/D转换模块的视频输出端与A/D控制接口连接,AD9888芯片进行图像采集格式转换,对图像信号放大,抗混叠滤波等功能,FPGA采用CycloneII系列的EP2C35F672C6,该芯片具有35个DSP处理单元,18x18的乘法器,在图像处理过程中涉及到很多的乘法处理,具备专用乘法单元不仅可以提高系统的性能,而且利用FPGA就可以对图像做一些简单的预处理如颜色空间转换、直方图均衡化等,还可以提高系统的稳定性,最后,CycloneII系列芯片采用90nm工艺并且功耗较低,符合对系统低功耗、体积小的要求。SDRAM存储器型号为A2V64S40CTP-G7,作为外部存储器,用于存储缓冲图像数据。DSP选用TI公司2006年推出的TMS320DM6437型DSP,该款DSP专门为高性能、低成本视频应用而开发,采用TI第3代超长指令集结构(VelociTI.3)的TMS320C64+DSP内核,主频最高达600MHz,支持8个8位或4个16位并行MAC运算,峰值处理能力高达4800MIPS,片上资源丰富,片上具有64通道增强型DMA控制器EDMA3,其支持复杂的数据类型的传输,有利于图像数据的高效传输和格式变换。另外该款DSP还拥有丰富的外部存储器接口(一个专有的32位、200MHz、256M字节寻址空间的DDR2存储器接口用于接口高速大容量的DDR2存储器,以存储代码和数据;一个8位、64M字节寻址空间的异步存储器接口用于接口8位NorFlash或NandFlash,以存储固化代码)以及丰富的片上外设(一个专用的单通道视频接口,既可以方便地与各种数字视频输入标准接口,还具有常用的视频预处理功能;一个专用的单通道视频输出接口,既可以提供多种模拟视频输出标准,还可以提供各种数字视频输出标准接口,并且在视频输出之前,还支持多个视频窗口管理及在视频画面上叠加文本数据;一个I2C总线,可无缝接口视频解码器/编码器和音频Codec的控制口,方便实现音/视频编解码器的控制;32位PCI总线,方便与PC机接口,实现多板并行工作。10/100M以太网MAC,方便实现嵌入式视频网络化要求;16位HPI接口,方便实现主/从结构的双处理器视频处理系统),其中DDR2存储器采用2片16位的MT47H32M16的DDR2存储器,NANDFlash采用ST公司的NAND256W3A2BZA6I,以太网芯片采用Micrel公司的KS8001。DSP接受来自FPGA的视频完成车型识别算法并通过以太网接口输出车型识别结果或通过视频输出接口输出模拟视频。

下面结合附图对发明的技术方案进行详细说明:

将摄像机头设在直行道路上方,摄像机轴线与所述直行道路方向的倾角在60度到70度之间;

附图说明

其中μ为R中的所有fk的平均值,fk为R中所有的fk按照一定规则排列得到的d维特征向量序列。针对不同的任务(跟踪目标的类型,目标识别、分类的类型等)可以定义不同的fk,在本发明中我们定义fk为:

图2,本发明的算法流程图。

5.基于ニ叉树的SVM算法:假设有K类样本,且第S类样本含有ns个样本(s=1,2,...,K),首先计算出第s类样本的重心为