CN104735298A - 一种视频目标跟踪主从备份系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种视频目标跟踪主从备份系统和方法，包括顺次连接的视频信号采集模块、FPGA模块、主DSP模块和控制台，还包括备用DSP模块连接预处理模块，主DSP进行数据处理跟踪时，将数据和算法的过程参数实时备份到备用DSP，当发生主备切换条件时，备用DSP切换成主DSP，执行主DSP功能。本发明可以提高系统的可靠性，具有完备的系统监控功能，快速进行主备切换的能力，适用范围较为广泛。

Description

一种视频目标跟踪主从备份系统和方法

技术领域

本发明涉及一种视频目标跟踪可靠性技术，具体地说是一种视频目标跟踪主从备份机制系统和方法。

背景技术

目标跟踪是图像处理技术中较热门的一个领域。视频处理系统的跟踪是以输入的视频图像（包括电视图像、红外图像、激光等）作为目标的提取媒介并加以跟踪。近年来各种目标跟踪算法层出不穷，这些新技术被有效的应用到若干视频处理系统中，却没有针对系统的硬件可靠性方面做出有效的保障，对于一套视频处理系统来说，尤其是在军事火控应用领域中，稳定性和可靠性是验证系统特性的非常重要的指标。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种增加系统备份以防止单元出现故障导致目标丢失。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：

一种视频目标跟踪主从备份系统，包括顺次连接的视频信号采集模块、FPGA模块、主DSP模块和控制台，其特征在于：还包括备用DSP模块连接预处理模块，接收预处理模块发出的图像处理结果；所述备用DSP模块与主DSP连接，实时数据备份，保证备用DSP模块和主DSP模块的状态相同；所述备用DSP模块还连接控制台，用于与控制台进行通信。

备用DSP模块与主DSP模块相互独立，供电电源独立，且备用DSP实时监控主DSP核电压和工作温度。

一种视频目标跟踪主从备份方法，FPGA对视频采集模块进行初始化配置，同时主DSP初始化外设接口，视频采集模块将模拟视频信号通过AD转换后，得到数字视频信号发送到FPGA模块进行预处理，主DSP读取预处理数据，通过目标跟踪算法进行数据处理跟踪，输出位置偏差信号，发送给控制台，其特征在于：主DSP进行数据处理跟踪时，将数据和算法的过程参数实时备份到备用DSP，当满足主备用DSP模块切换条件时，备用DSP模块切换成主DSP模块，执行主DSP模块功能。

所述过程参数包括目标模板数据，即所跟踪目标的特征数据；搜索区数据，即采集到的包含目标在内的图像数据；算法迭代参数，即跟踪算法的可变参数。

所述主备切换条件为：

1）人为因素对主DSP进行硬件复位；

2）主DSP供电故障使其核电压降低而不能工作；

3）主DSP温度超过限定阈值；

4）内存异常导致主DSP软重启；

5）看门狗饿死导致主DSP软复位。

当满足主备DSP切换条件时，备用DSP与主DSP状态保持完全一致。

本发明具有以下有益效果及优点：

1.可以提高系统的可靠性，有利于在环境恶劣的情况下仍可以稳定运行。

2.具有完备的系统监控功能，快速进行主备切换的能力。

3.适用范围较为广泛，可以作为通用方法应用在各种需要高可靠性的视频目标跟踪系统中。

附图说明

图1是本发明的硬件结构图；

图2是本发明的方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明做进一步的详细说明。

硬件架构如图1所示，主要分为四个模块。

视频信号采集模块，利用CCD摄像头获得标准的模拟视频信号，通过高速采集模块进行AD转换得到数字信号。

预处理模块，输入的视频格式需要进行转换，并对图像进行去噪声平滑等处理，处理后的数据存储到RAM中，该功能由FPGA实现。

目标跟踪模块，目标跟踪算法由DSP完成，通过EMIF总线读取预处理数据，进行算法跟踪，输出位置偏差通过RS422串口发送给控制台系统，该步骤是系统的关键部分，为保证系统可靠性，设计为主从备份的机制。

控制模块，控制系统将偏差信号转换为控制步进电机的信号，控制步进电机电动CCD摄像头转动，实现目标跟踪。

将数据和算法的过程参数实时备份到备用DSP，当发生主备切换条件时，备用DSP与DSP状态保持完全一致。主用DSP在工作时用目标模板数据和搜索区数据进行匹配处理，备用DSP也存储这两部分数据；主用DSP在跟踪过程中使用的算法迭代参数，每次更新后需要备份到备用DSP。

如图2所示为本发明的方法流程图，工作过程：上电复位后，FPGA对视频采集模块进行初始化配置，同时主DSP初始化外设接口，备用DSP通过两路AD监控主DSP核电压和工作温度。系统开始工作后，主DSP进行算法跟踪，并实时备份迭代中使用到的参数到备用DSP，当触发故障条件，人为因素对主DSP进行硬件复位、主DSP供电故障使其核电压降低使其不能工作、主DSP温度超过限定阈值、内存异常导致主DSP软重启或看门狗饿死导致主DSP软复位时，备用DSP接收主DSP的工作，主DSP进行恢复作成为备用DSP。

Claims (6)

1.一种视频目标跟踪主从备份系统，包括顺次连接的视频信号采集模块、FPGA模块、主DSP模块和控制台，其特征在于：还包括备用DSP模块连接预处理模块，接收预处理模块发出的图像处理结果；所述备用DSP模块与主DSP连接，实时数据备份，保证备用DSP模块和主DSP模块的状态相同；所述备用DSP模块还连接控制台，用于与控制台进行通信。

2.根据权利要求1所述的视频目标跟踪主从备份系统，其特征在于：

备用DSP模块与主DSP模块相互独立，供电电源独立，且备用DSP模块实时监控主DSP模块核电压和工作温度。

3.一种视频目标跟踪主从备份方法，FPGA模块对视频采集模块进行初始化配置，同时主DSP模块初始化外设接口，视频采集模块将模拟视频信号通过AD转换后，得到数字视频信号发送到FPGA模块进行预处理，主DSP模块读取预处理数据，通过目标跟踪算法进行数据处理跟踪，输出位置偏差信号，发送给控制台，其特征在于：主DSP模块进行数据处理跟踪时，将数据和算法的过程参数实时备份到备用DSP模块，当满足主备用DSP模块切换条件时，备用DSP模块切换成主DSP模块，执行主DSP模块功能。

4.根据权利要求3所述的视频目标跟踪主从备份方法，其特征在于：所述过程参数包括目标模板数据、搜索区数据和算法迭代参数。

5.根据权利要求3所述的视频目标跟踪主从备份方法，其特征在于：所述主备用DSP模块切换条件为：

1）人为因素对主DSP模块进行硬件复位；

2）主DSP模块供电故障使其核电压降低而不能工作；

3）主DSP模块温度超过限定阈值；

4）内存异常导致主DSP模块软重启；

5）看门狗饿死导致主DSP模块软复位。

6.根据权利要求3所述的视频目标跟踪主从备份方法，其特征在于：当满足主备DSP模块切换条件时，备用DSP模块与主DSP模块的状态一致。