大學生科技成果推廣項目申報書完整版

1、附件3：工程編號：大學生科技成果推廣工程申 報 書 推廣工程名稱：基于DSP的多目標跟蹤監(jiān)控系統(tǒng) 主要依托學科： 信號與信息處理 推廣工程負責人： 蘆亞飛 工程負責人專業(yè)： 信號與信息處理 學 校 名 稱： 申 報 日 期： 2021 年 3 月 2 日浙江省大學生科技創(chuàng)新活動方案新苗人才方案實施辦公室 制填寫說明一、申報書要按照要求，逐項認真填寫，填寫內(nèi)容必須實事求是，表達明確嚴謹。二、格式要求：申報書中各項內(nèi)容以Word文檔格式填寫，表格中的字體為小四號仿宋體，1.5倍行距；表格空間缺乏的，可以擴展或另附紙張；均用A4紙雙面打印，于左側裝訂成冊。三、申報書由所在學校領導審查、簽署意見并加蓋

2、公章后，一式2份均為原件，報送至團省委學校部。一、工程簡介項目概況工程名稱基于DSP的多目標跟蹤監(jiān)控系統(tǒng)工程性質根底研究 應用根底研究工程來源自主立題 教師指導選題起止時間自 2021 年 4月 至 2021年 4月工程狀況1、研發(fā)階段 2、中試階段 3、批量規(guī)模生產(chǎn)選項打申請人姓名性 別出生年月入學年月所在院系信息工程學院聯(lián)系 電子信箱項 目 組主要成員姓名年齡性 別專業(yè)具體分工蘆亞飛24男信號與信息處理軟硬件整體構建與優(yōu)化 彭懷亮23男信號與信息處理跟蹤與檢測算法設計24男信號與信息處理軟件編程，算法實現(xiàn)22男信號與信息處理硬件設計，電路搭建22女應用數(shù)學相關文檔寫作項目指導教師姓名性 別

3、出生年月主要研究方向 圖形圖像處理和視頻分析近三年獲獎成果：國家級_等獎_項，省部級_等獎_項近三年科研經(jīng)費_萬元，年均_萬元項目主要內(nèi)容簡介本工程設計思想源自上海市信息平安綜合管理技術研究重點實驗室開放課題公共場所人群異常行為智能視頻監(jiān)控技術研究中的局部內(nèi)容。視頻監(jiān)控中最關鍵的技術就是運動目標的檢測和跟蹤, 因為它是其他諸如行為理解、系統(tǒng)報警等操作的根底，可以在銀行、交通監(jiān)控、停車場、火車站等重要場所用于行人監(jiān)控。運動目標跟中技術是計算機視覺領域的核心課題之一，具有十分重要的意義和廣泛的實用價值。我們工程的工作就是從原始圖像中提取出多個運動目標，對多個運動目標進行定位，進一步提取運動參數(shù)，最

4、后完成一個具有多目標跟蹤能力的智能系統(tǒng)。在多目標捕獲和跟蹤過程中，目標識別技術是非常重要的。我們采用計算目標特征信息和模板匹配的方法，設置一定條件實時更新特征信息和模板，實現(xiàn)了對目標的自適應判決識別。整個軟件系統(tǒng)中采用鏈表+目標特征信息結構體的思想進行編程，有效地解決了目標多，信息雜，難以查找和管理的問題。我們從硬件和軟件兩方面同時著手, 在DSP根底上進行運動多目標的檢測與跟蹤的研究，實現(xiàn)了快速變化圖像的實時、準確地定位和跟蹤，尤其是可以在惡劣環(huán)境下保證算法的穩(wěn)定性，針對跟蹤過程中個別目標喪失、出現(xiàn)新目標等特殊情況進行了較好的應對。二、工程目的意義簡要說明工程背景及實施必要性在今天的信息社會

5、，隨著網(wǎng)絡、通信和微電子技術的快速開展和人民物質生活水平的提高，視頻監(jiān)控以其直觀、方便和內(nèi)容豐富等特點，日益受到人們的青睞。從功能上講，視頻監(jiān)控可用于平安防范、信息獲取和指揮調(diào)度等方面。從應用領域上看，視頻監(jiān)控在各行各業(yè)都得到了廣泛的應用，如機要部門的監(jiān)視、控制和報警，社區(qū)物業(yè)管理中住宅小區(qū)、辦公場所、智能大廈、停車場的無人監(jiān)控等。運動目標檢測與跟蹤是對運動的目標進行檢測，提取，識別和跟蹤，獲得運動目標的運動參數(shù)，如位置，速度，加速度等，從而進行進一步處理和分析，實現(xiàn)對運動目標的行為理解，以完成更高一級的任務，運動目標的自動跟蹤系統(tǒng)技術是計算機視覺系統(tǒng)的核心是實現(xiàn)智能機器人和智能化武器等的關鍵

6、技術之一，在軍事、交通、生物、醫(yī)學等多種領域都有廣泛應用。在世界興旺國家制定的高技術開展規(guī)劃中，目標跟蹤的地位十分引人注目。目標跟蹤的核心是目標的自動提取、跟蹤和事件的檢測。智能化的監(jiān)控系統(tǒng)可以大量減少工作人員，提高工作效率，極大的提高監(jiān)控系統(tǒng)的性能，有著廣泛的應用前景，具有重要的應用價值。這項技術主要涉及到計算機視覺，模式識別，以及人工智能等，因此還具有重要的理論意義。一個典型的智能監(jiān)控系統(tǒng)包括視頻采集處理、運動檢測、多目標跟蹤、目標行為分析、事件檢測以及視頻索引等幾個主要模塊。我們的工程主要對多目標檢測跟蹤模塊進行了深入的研究。現(xiàn)在的監(jiān)控攝像機對單個目標的跟蹤準確度不是很高，而對多個目標同

7、時準確跟蹤更是一個難題，因此對多目標自動跟蹤監(jiān)控的研究就顯得十分必要，本工程旨在克服現(xiàn)有技術缺陷，提供一種智能多目標跟蹤視頻監(jiān)控系統(tǒng)。多目標檢測跟蹤進行研究具有十分重要的應用和理論價值，研究成果可以改善傳統(tǒng)視頻監(jiān)控智能化差和精度低的缺點，實現(xiàn)快速變化圖像的實時、準確地定位和跟蹤，而且可以在惡劣環(huán)境下保證算法的穩(wěn)定性。對社會經(jīng)濟開展、國防建設、社會治安有重要意義。三、技術路線與組織管理簡要說明工程試驗研究、示范、推廣等所采取的技術方案；為保證工程的順利開展，從組織領導和行政管理方面所采取的形式和措施。技術方案：本工程的第一階段即研究和設計階段主要上在學校完成，根據(jù)輔導老師指導和小組人員合作，進行

8、系統(tǒng)設計。我們對多目標跟蹤監(jiān)控系統(tǒng)進行開發(fā)，投入更多的時間和精力去優(yōu)化算法和性能，利用實驗室已有設備和人員在硬件和軟件上設計系統(tǒng)，使其到達所需功能，做出實際的產(chǎn)品成果。工程的第二階段即工程的示范和推廣主要在校外完成。主要注重于企業(yè)、生產(chǎn)部門的聯(lián)合，加速成果轉化。由于視頻監(jiān)控中最關鍵的技術就是運動目標的檢測和跟蹤, 因為它是其他諸如行為理解、系統(tǒng)報警等操作的根底，所以我們主要在銀行、交通監(jiān)控、停車場、火車站等重要場所推廣。2、組織管理：工程組全體人員對所有的研究設計與推廣過程進行全程跟進，每個實驗步驟均全程參與：工程負責人 負責整個工程的實施與產(chǎn)品軟硬件的整體設計優(yōu)化； 負責跟蹤算法設計； 負責

9、編程及軟件局部； 負責DSP系統(tǒng)硬件電路設計。為保證工程的順利展開，采取以下措施：第一，工程組成員簽字承諾盡心盡力完本錢職工作。第二，工程組成員以 為小組長，在指導教師 的指導下制定出工程規(guī)劃，并按方案完成任務。第三，工程經(jīng)費受學校、學院及老師的監(jiān)督，重大花費需匯報。最后，工程組成員共同制定方案，將嚴格遵守有關規(guī)定、并遵守本申報書和預算表中規(guī)定的條款和內(nèi)容，保證按方案進度完成工程任務。四、根底條件與保障措施簡要說明工程的前期工作根底，為工程實施所能提供的設備和試驗、示范基地及其它條件；保證工程正常實施所需要研究人員、技術人員的配備、落實與解決途徑。1、工程指導老師 教授曾主持過 分析工程，可以

10、對我們的工程進行有效的指導。2、 的信號與信息處理學科是 省的重點學科，包括：兩個國家財政資助實驗室，三個省財政資助實驗室和兩個校企合建實驗室。電子信息實驗中心的相關室驗室設備相對較為齊全、并且本校及學院都大力支持學生的科研活動、實驗室有專門的開放制度、讓我們有充足的使用相關實驗室及資源的時機、本課題的各功能模塊均可以在這里完成。3、學校圖書館擁有大量、豐富的紙質或電子書籍和雜志，我們可以隨時瀏覽和查閱各種資料，此外，我們還可以上網(wǎng)瀏覽、搜索此方面的知識，隨時了解和掌握國內(nèi)外在此方面的研究動態(tài)。4、工程組成員從事信號與信息處理專業(yè)，熟悉工程開發(fā)和設計，對本工程有很大的興趣，且具備很高的熱情，能

11、服從分配，很好的按時完成計方案任務。 所有的軟件和硬件條件，都能滿足我們進行該工程的要求，能幫助我們順利的完成該工程。五、實施內(nèi)容與任務分工簡要說明工程實施中主要的工作與技術內(nèi)容；各工程參加單位在工程中的具體工作、任務和分工。工作與技術內(nèi)容本課題所研究的對象是由CCD攝像機實時采集的256色灰度圖像序列，圖像序列中存在多個運動目標，距離在50-200米的范圍內(nèi)，目標在圖像上的成像面積大小在10 x10像素至90 x10像素之間，目標成像區(qū)域具有一定的幾何形狀特征和灰度特征。目標的運動軌跡是連續(xù)的，即相鄰兩幀的目標形心之間的距離不會太大，雖然有多個目標，但是每個目標的運動軌跡有著相似的運動規(guī)律。

12、目標在運動過程中成像大小、形狀會發(fā)生變化。算法設計多目標跟蹤系統(tǒng)分為兩個大的階段：多目標捕獲階段和多目標跟蹤階段：多目標捕獲階段：又分為多目標搜索和多目標檢測兩個階段。先對對輸入的圖像進行預處理，然后進入多目標搜索階段，去除背景，得到所有的運動對象及其位置。搜索成功后進入多目標檢測階段，主要是通過圖像分割方法檢測目標。檢測到了目標以后就自動生成波門，并提取目標特征信息，也將其存入另一個鏈表，稱為多目標特征信息鏈表。多目標跟蹤階段：主要進行目標的軌跡預測，并用多個波門自適應跟蹤目標的操作，同時對一些跟蹤過程中的特殊情況進行處理。該階段需要運用預測跟蹤技術對目標可能存在的位置和區(qū)域進行預測，在此根

13、底上用多個波門對目標進行自適應跟蹤。 系統(tǒng)整體算法流程圖2軟件設計包括主線程、視頻捕捉線程、視頻處理線程、視頻顯示線程。 總程序流程圖3硬件設計我們的多目標跟蹤系統(tǒng)采用DM642DSP開發(fā)板進行實現(xiàn)，DM642是一個功能強大的多媒體處理器，可用來實現(xiàn)高速完成大數(shù)據(jù)量的數(shù)字視頻音頻編解碼處理。整個系統(tǒng)分為控制模塊、視頻采集模塊、視頻處理模塊，視頻顯示模塊、外圍設備等。硬件設計圖具體分工工程組導師將給工程組成員制定工程方案，催促他們按進度完成任務。工程組全體人員對所有的研究設計與推廣過程進行全程跟進，每個實驗步驟均全程參與：工程負責人 負責整個工程的實施與軟硬件的整體設計優(yōu)化，包括監(jiān)控系統(tǒng)構架、設

14、備元器件購置等； 負責檢測、跟蹤算法設計，使算法簡潔穩(wěn)定快速。 負責軟件編程，將算法用C語言實現(xiàn)，并移植到DSP芯片中。 負責硬件電路設計，搭建DSP及其外圍電路。 負責文檔寫作和產(chǎn)品推廣，積極與相關安防設備廠家聯(lián)系，尋求合作投入生產(chǎn)。六、實施地點及示范推廣規(guī)模簡要說明工程的各項工作與技術內(nèi)容進行示范、推廣的具體地點、根本情況與規(guī)模。1. 本工程擬與杭州華維電子設備等相關企業(yè)合作進行工程的推廣。杭州華維電子設備是中國的監(jiān)控產(chǎn)品供給商，致力于不斷提升視頻處理技術和視頻分析技術，面向全國提供領先的監(jiān)控產(chǎn)品、技術解決方案與專業(yè)優(yōu)質效勞，為客戶持續(xù)創(chuàng)造最大價值。 杭州華維電子設備的營銷及效勞網(wǎng)絡覆蓋全

15、國，目前在中國大陸多個城市已設立分公司，為客戶提供快捷、優(yōu)質的效勞。 推廣地點為杭州市下沙高教園附近的公共場所，車站等，從杭州周邊開始由近及遠推廣，同時利用網(wǎng)絡資源在全國各地推廣該產(chǎn)品。2.本工程推廣后預計生產(chǎn)規(guī)模能到達年產(chǎn)一千套。七、預期經(jīng)濟、社會及生態(tài)效益工程實施后產(chǎn)生的經(jīng)濟、社會及生態(tài)效益假設該工程能按方案批量生產(chǎn)，并在社會上成功推廣，將獲得巨大的效益。經(jīng)濟效益 隨著社會的不斷開展與進步，視頻監(jiān)控系統(tǒng)正在越來越多的引起人們的關注并應用在各種場合，而作為視頻監(jiān)控中的多目標檢測、識別和跟蹤技術無論在軍事領域還是在民用領域均有廣泛的應用。在民用領域包括銀行、交通監(jiān)控、停車場、火車站等重要場所已

16、廣泛的運用。在軍用領域，它可以用于空中超視距多目標探測、跟蹤與攻擊，空中交通管制、衛(wèi)星監(jiān)控系統(tǒng)和機器視覺等。基于視頻的多目標跟蹤技術以經(jīng)成為國際上研究的熱門方向?？偟膩碚f，該工程的市場需求旺盛，但是它具有投入不高， 效益值卻很高的特點。社會效益在今天的信息社會，隨著網(wǎng)絡、通信和微電子技術的快速開展和人民物質生活水平的提高，視頻監(jiān)控以其直觀、方便和內(nèi)容豐富等特點，日益受到人們的青睞。從功能上講，視頻監(jiān)控可用于平安防范、信息獲取和指揮調(diào)度等方面，提供生產(chǎn)流程控制、大型公共設施安防、醫(yī)療監(jiān)護、遠程教育等多種效勞。從應用領域上看，視頻監(jiān)控在各行各業(yè)都得到了廣泛的應用，例如檔案、文件室、金庫等機要部門的

17、監(jiān)視、控制和報警；交通領域的高速路收費管理、交通違章和流量控制、車輛牌照管理和公路橋梁鐵路等場所的遠程圖像監(jiān)控；社區(qū)物業(yè)管理中住宅小區(qū)、辦公場所、智能大廈、停車場的無人監(jiān)控等。因此，基于多目標跟蹤的視頻監(jiān)控能夠產(chǎn)生很好的社會效應。3生態(tài)效益 智能視頻監(jiān)控的目的是實時監(jiān)視真實場景，獲取實時的視頻數(shù)據(jù)，提取和跟蹤場景中的運動目標，記錄目標的活動過程，通過計算機的自動分析，產(chǎn)生對目標活動狀態(tài)的理解，從而向監(jiān)控人員提供簡潔有效的監(jiān)控信息。其核心是目標的自動提取、跟蹤和事件的檢測。智能化的監(jiān)控系統(tǒng)可以大量減少工作人員，提高工作效率，極大的提高監(jiān)控系統(tǒng)的性能，有著廣泛的應用前景，具有重要的應用價值?；诙?/p>

18、目標跟蹤的視頻監(jiān)控，它不會造成任何的環(huán)境污染；另一方面，它減少了大量的人類活動，對生態(tài)環(huán)保有很好的推動作用。因此它能產(chǎn)生很好的生態(tài)效益。八、方案進度與考核指標指工程分年度實施的方案安排、具體指標和工程結束時要到達的技術與經(jīng)濟指標。方案進度與考核指標一定要明確、具體并盡可能量化。方案進度：第一階段2021.042021.05：搜集整理資料，調(diào)研。第二階段2021.062021.8：購置器材，設計具體的實驗方案。 第三階段2021.902021.01：系統(tǒng)設計，對硬件電路的分析和設計，程序的編寫等。第四階段2021.012021.04：對設備測試，工程組成員對成果示范推廣。第四階段2021.042021.05：撰寫結題論文?？己酥笜耍?、申請國家實用新型專利1項以上，獲得自主知識產(chǎn)權；2、發(fā)表相關論文1-2篇。3、做出基于DSP的多目標監(jiān)控的整個系統(tǒng)，到達如下技術指標：1在PC機上和DSP系統(tǒng)上驗證, 在一定誤差范圍內(nèi)(15%)，系統(tǒng)可以準確捕獲到多目標。2在目標運動的一定速度范圍內(nèi)0.5-20m/s，可以實時地連續(xù)跟蹤1-3個目標。4系統(tǒng)在到達一定的實時性和跟蹤精度的同時，有較強的抗復雜背景工作能力。4、聯(lián)系相關安防設備廠家，實