[发明专利]一种快速目标识别与定位系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及DSP(Digital Signal Processor，数字信号处理器)和CPLD(ComplexProgrammable Logic Device，复杂可编程逻辑器件)、FPGA(Field Programmable GateArray，现场可编程门阵列)技术以及图像处理、模式识别技术，特别是提供了一种目标识别与定位的系统及方法，用来在复杂背景中识别提取特定目标。

背景技术

随着科学技术的进步，模式识别与计算机视觉技术有了长足的发展，利用视觉信息对目标进行识别定位的技术也在不断的完善。早在上世纪70年代，模式识别中的目标定位技术，已经被广泛应用于农作物估产、资源勘察、气象预报和军事侦察等方面。随着经济的发展，出于各种目的，世界各国越来越重视这方面的研究。目前，较为成熟的有基于红外线、雷达等技术的目标识别方法。但是，这些方法由于本身无法克服的影响因素导致识别率低。例如，红外线技术是通过探测待识别目标的热辐射量或者反射红外线量来进行识别，这种方法的缺点是受外界环境温度影响较大，同时，待识别目标之外的热源对识别结果也会有很大干扰。雷达识别技术是通过反射的微波信号识别目标，它的缺点是当待识别目标的移动速度很慢或者静止时，识别系统就会失效。另外上述方法有一个共同的缺点，就是目标识别的结果不能以人的视觉信息显示，这样就限定了系统操作人员的专业水平。

在实际应用中已经证明通过对目标图像信息的运算处理来进行识别与定位是切实可行的。申请号为01133782.6，公开号为1428694A，名称为“基于DSP的嵌入式人脸自动检测装置和方法”的中国发明专利申请公开说明书，公开了一种基于DSP的嵌入式人脸自动检测装置，该装置可从特定场景中自动检测出标准化的人脸用于执行各种身份确认、识别操作，同时也用于普通的视频监控，不涉及动态目标定位，应用范围较小。

传统的实时图像处理系统主要有以下两种：

第一种利用台式工业控制计算机作为图像处理器，用硬盘作为数据存储介质，采用基于PCI总线的图像采集卡作为图像数字化前端，组成一个视频图像实时处理平台。该方案由于对上位机的体积要求，不能满足大规模系统集成的要求。

第二种采用嵌入式计算机结构，用闪存作为存储介质，以专用的图像解码芯片作为图像数字化前端，以此构成成像子系统。这种平台仍然采用以通用中央处理器为基础的传统计算机体系结构，当视频信息数据量增加时，这种体系结构不堪重负。

综合以上，对于移动目标的快速识别与定位来说，采用基于图像处理与模式识别技术所设计的快速目标识别与定位系统，技术应该不复杂，识别率应该较高，系统的适应性应该较大，安装应该不太复杂，同时应该应用方便，维护简单，成本较低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种快速目标识别与定位系统及方法，克服传统的实时图像处理系统的上述缺陷，实现了结构化、模块化、高效的快速目标识别与定位。使其具有较高的识别率和识别速度，较好的适应性和可靠性，安装简单，同时维护简单，成本较低。

本发明的技术解决方案是提供一种快速目标识别与定位系统，包括：电源单元、成像子系统、主处理器、存储子系统、控制子系统及外围接口电路。主处理器(DSP)作为整个系统的运算核心，连接各个子系统，并且成像子系统与存储子系统分别连接于控制子系统；由成像子系统的采集单元采集并转换输入的数字信号，传入主处理器(DSP)，经过处理后由成像子系统的显示单元显示；另外，电源单元连接于成像子系统、主处理器、存储子系统以及控制子系统，为信号的采集、处理、显示以及处理过程的控制提供必须的工作电压。

其中，成像子系统由采集单元和显示单元组成：其中，采集单元由CCD图像传感器及镜头、视频解码器件组成；显示单元由视频编码器件及液晶显示屏组成；采集单元负责待识别目标的图像信息采集与数字化，显示单元的任务为运算处理结果——目标的相对位置信息的编码输出与显示。

其中，主处理器(DSP)对成像子系统采集并数字化的图像信号进行预处理、特征提取、建立模板，然后将系统通过实时运算得到的待识别目标参数与先前建立的模板进行匹配比较，最后通过成像子系统的显示单元编码输出并显示识别结果。

本发明所述的主处理器(DSP)具体为Texas Instruments公司的TMS320DM643。