（计算机应用技术专业论文）在xscale和linux平台上无线视频监测系统和模块开发.pdf

在x s c a l e 和u n u x 平台上无线视频监测系统和模块开发 摘要 计算机工程科学的世界给人们带来了很多方便的和智能的环境。一个智能环境是可 以识别人类的。把他们的动作翻译成机器识的语言而且最后按照具体情况来反映或者提 供服务。所以，识剐人是这种环境或者系统的最需要的因素。其中人脸识别的研究在这 个环境是最强烈的研究方向。它与声音识别加起来可以变成最好的智能系统之一。因为 它们在变化的环境下也是很可靠地工作并给出比较好的效果。而且因为人们最喜欢的方 式是使用脸和声音来互相认识和交流，所以他们喜欢跟机器打交道的时候用同样的方式 来打交道。 所以它并不仅仅是一个系统，而且还是人与机器之间打交道的进一步的研究。为了 得到视频数据，这个系统采用了世界上现在最好的视频播放式m p 4 。所以数据也缩小 了。然后用蓝牙模块用无线网络的方式数据传输。蓝牙是短距离的最好的数据传输的方 法之一。其实，为了处理这些数据我们用到的软件包是m p e g 4 i p 。它使用m p 4 1 i v e 模块 来处理所有的视频数据。 最后，o p e nb i o m e t r y 帮我们解决了最后视频的人脸识别功能。 这篇论文中我们给了一些相关人脸的最近研究方法，最后用我们所有的知识来做实 现，构成一个完整的是识别人脸的系统，并且最后我们给了一些这个领域的将来的发展 方向“第四代计算机”。 关键词：无线；识别人脸；蓝牙；l i n u x ；i n t e lx s e a l ep x a 2 5 5 a b s t r a c t t h ew o r l do ft e c h n o l o g yh a si n a d eo u rl i r ee a s i e ra n da tt h es a n l et i m eh a s 西蹦u sl o t s o fc o n v e n i e n c ea n ds m a r te n v i r o n m e n t s as m a r te n v i r o n m e n ti so n et h a ti sa b l et oi d e n t i 句 p e o p l e , i n t e r p r e tt h e i ra c t i o n s ，a n dr 矗l c ta p p r o p r i a t e l y t h u s ，o n e o ft h em o s ti m p o r t a n t b u i l d i n gb l o c k so fs m a r te n v i r o n m e n t si sap e r s o n a li d e n t i f i c a t i o ns y s t e m f a c er e c o g n i t i o n d e v i c e sa r ei d e a lf o rs u c hs y s t e m s ，s i n c et h e yh a v er e c e n t l yb e c o m ef a s t ，c h e a p ，u n o b a u s i v e , a n d ，w h e nc o m b i n e dw i t l lv o i c e - r e c o g n i t i o n , a g ev e r yr o b u s t 删n s tc h a n g e si nt h e e n v i r o n m e n t m o r e o v e r , s i n c eh u m a n sp r i m a r i l yr e c o g n i z ee a c ho t h e l b vt h e i rf a c e sa n d v o i c e s ，t h e yf e e lc o m f o r t a b l ei n t e r a c t i n gw i t ha ne n v i r o n m e n tt h a td o e st h es a m e w ep r e s e n t ab r i e fs a n n m a r yo ft h eh i s t o r ya n dm a t h e m a t i c a lf r a m e - w o r ko ff a c er e c o g n i t i o n , t h ec u r r e n t s t a t eo f t h ea r t , a n d p r e s e n t - d a yc o m m e r c i a ls y s t e m s t b i si sn o to n l yas y s t o m , b u ti ti sa l s oo n em o r es t e pt oe n t e rt h eh u m a n - c o m p u t e r i n t e r a c t i o n i th a su s e dt h em o d e r nm p 4 t e c h n o l o g yt oc o n v e r tt h ei n p u tv i d e ei n t os m a l l e r f i l ea n dt h e nt r a n s m i t t e dt h r o u g hf a s t e rn e t w o r kl i k eb l u e t o o t h 硼1 em a i ns o r w a r eb u n d l ei s m p e g 4 i pw h i c hu s e dm p 4 l i v et e c h n o l o g yt om a k et h ec o d e eo ft h ev i d e oi n f o r m a t i o n a t l a s tt h eo p e nb i o m e t r yh a sh e l d e du st of i n i s ht h ef i n a lw o r k w et h e na tl a s td e s c r i b e dd e v e l o p m e n t st o w a r d sf u t u r ea p p l i c a t i o n s ：b u i l d i n gi n t e r a c t i v e s m a r te n v i r o n m e n t s ，a u g m e n t i n gh u m a nf a c er e c o g n i t i o nt e c h n o l o g ya n du l t i m a t e l ym a k i n g c o m p u t e r s s ou s a b l e p o r t a b l ea n di n t u i t i v et h a tt h e yb e c o m eu b i q u i t o u s t h es o - c a l l e d f o u r t hg e n e r a t i o n ”o f c o m p u t i n g k e yw o r d s ：w i r e l e s s ；b l u e t o o t h ；f a c er e c o g n i t i o n ；l i n u x ；i n t e lx s c a l ep x a 2 5 5 独创性说明 作者郑重声明：本硕士学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工 作及取得研究成果尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外， e e l , t , 不包含其他人已经发表或撰写的研究成果，也不包含为获得大连理 工大学或者其他单位的学位或证书所使用过的材料与我一同工作的同志 对j t j , , f 究所做的贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意 作者签名：纽日期：丛牡j 7 大连理工大学硕士研究生学位论文 大连理工大学学位论文版权使用授权书 本学位论文作者及指导教师完全了解“大连理工大学硕士、博士学位 论文版权使用规定”，同意大连理工大学保留并向国家有关部门或机构送 交学位论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大连理 工大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，也 可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编学位论文。 作者签名：羔釜蔓 新虢芳私簦一 瑚年出警r p r e f a c e n o w a d a y sp l e n t yo fr e s e 砌w o r k sa r ed o n eo nv i d e oa l a r ms y s t e m a st h ec o n s o i e n c e o fs e c u r i t yi si n c r e a s i n gi np e o p l e sm i n dt h i sk i n do fs y s t e mi sc o m i n go u tt ol i g h tt oo c c u p y as i g n i f i c a n c ep o r t i o no fd i g i t a lm a r k e t k 甜n i l l _ g e r h a r dr f r o mt r a l s a , d e ，u si n v e n t e da p a t e n to f v i d e oa l a r ms y s t e m a c c o r d i n gt ot h ep r e s e n ti n v e n t i o nt h e r ei sp r o v i d e di na r la l a r m s y s t e mf o rd i s c r i m i n a t i n gav i d e os i g n a lp r o d u c e db yat e l e v i s i o nc a m e r af o rd e t e e t m ga m o v e m e n to rac h a n g ei nas t t , a l ew h i c hi su n d e rs u p e r v i s i o nb yt h et e l e v i s i o nc a m e r a , t h e a l a r ms y s t e mc o m p r i s i n gm e a n sf o rs u b d i v i d i n gt h et e l e v i s i o np i c t u r ec o r r e s p o n d i n gt ot h e v i d e os i g l l a li n t oap l u r a l i t yo fa r e a sa n dm e a i l gf o ri n d i v i d u a l l ye v a l u a t i n gt h er e s p e c t i v e v i d e o s i g n a l sc o r r e s p o n d i n g t ot h o s ea r e a s a c c o r d i n gt op r e d e t e r m i n e d c r i t e r i a , t h e i m p r o v e m e n tc o m p r i s i n gm e a l l sf o rd e t e c t i n gav i d e os i g n a lc h a n g eo r i g i n a t i n gf r o ma p r e d e t e r m i n e db r i g h t n e s sc h a n g ei nas e l e c t e dp i c t u r ea r e a so fa d j u s t a b l es i z ea n dp o s i t i o n , a n dm e a n sf o rs u p p r e s s i n ga n ya l a r mi n i t i a t e di nr e s p e c to fa tl e a s to n er e m a i n i n ga r e ao ft h e t e l e v i s i o np i c t u r ew h e ns a i dp r e d e t e r m i n e db r i g h t n e s sc h a n g ei sd e t e c t e d t h ei n v e n t i o nh a st h ea d v a n t a g et h a tt h e r em a yb ea c h i e v e dar e l a t i v ei n s e n s i t i v i t yo f t h e v i d e oa l a r ms y s t e mi nr e s p o n s et oc h a n g e si nt h ev i s u a ls t r u c t u r e o ft h es c e n ec a u s e db y i n t e n s ea n ds u d d e nf l u c t u a t i o n s i nb r i g h t n e s s ，w h i l s tr e t a i n i n ga tt h es a m et i m eahi s h s e n s i t i v i t yw i t hr e s p e c tt oe v e n t sw h i c ha l er e l e v a n tt oag e n u i n ea l a r m 1 - 2 1 a n o t h e rp a t e n tw a ss u b m i t t e db ys a n d s ，m a c kf r o mw e s t m i n i s t e r ，m a ，u s t h ea l a r m s y s t e mo f t h ep r e s e n ti n v e n t i o nu 8 e sas i n g l ea c c e s sn u m b e ra n da l t e r n a t ed e s t i n a t i o nn e t w o r k r o u t i n gt op r o v i d ear e d u n d a n ta l a r mm o n i t o r i n gs y s t e m u s eo fas i n g l ea e a t , 船sn u m b e r s i m p l i f i e st h ep r o g r a m m i n go fc u s t o m e rd i a l e r s a l t e r n a t ed e s t i n a t i o nm u t i n gt or e d u n d a n t a l a r mm o n i t o r i n gs t a t i o n sa l l o w sa na l a r mm o n i t o r i n gs e r v i c ep r o v i d e rt oo f f e rah i g h e rl e v e l o f s e r v i c e 【3 】- a c c o r d i n gt oo n ea s p e c to ft h ei n v e n t i o n ，e a c ha l a r mp r o c e s s o rs y s t e mi n c l u d e sa o 1 s t o m e rd a t a b a s ef o rr e s p o n d i n gt oa l a r mm e s s a g e s ad a t al i n kb e t w e e nt h ea l a r m p r o c e s s o r s y s t e m sl i n k st h ec n s t o m e rd a t a b a s e s t h ec n s t o m e rd a t a b a s eo fo n ea l a r mp r o c e s s o rs y s t e m c a nb eu p d a t e do v e rt h ed a t al i n kw h e na na l a r mc a l lh a sb e e nr o u t e dt ot h eo t h e ra l a r m p r o c e s s o rs y s t e ms u c ht h a tt h ec u s t o m e rd a t a b a s e sa r er e d u n d a n t h o w e v e r ，t h e s ek i n d so fs y s t e m sa r ec o m p a r a t i v e l ye x p e n s i v ea n dn o ta f f o r d a b l ef o r m o s t o f t h ec u s t o m e r s b u t t h e d e m a n do f t h i s t y p e o f s y s t e m i sr e a l l y h i g h i f t h e p r i c e i sa b i t l o w e r t h a t sw h yo u ra p p r o a c ht ob u i l do n es y s t e mw h i c hw i l lb eb a s e do ho p e ns o u r c ea n d o p e np l a t f o r ma n du l t i m a t e l yc o s tv e r yl e s st od e v e l o pa n dc o m m e r c i a l i z e w k e l e s s v i d e o a l m n s y s t e m a n d d e v i c e d e v e l o p m e a t i n x s c a l e 皿d 1 3 n u x p k u f o n n 1i n t r o d u c ti o l 3 i no u rd a yt od a yl i f et h es y s t e m sa r o u n du sa r eb e c o m i n gs m a l l e ra n ds m a l l e r i no u r a p p r o a c ht ob u i l das m a l ls y s t e mt od e t e c th u m a nf a c ea n ds e n da l a r mt ot h ee n d - u s e ri sa c o m p r e h e n s i v ea t t e m p tt ob u i l das m a l l e rb u tc o m p a r a t i v e l ym o r ee f f e c t i v es y s t e mt o w a r d s t h ec o n v e n t i o n a lb i gf a c ed e t e c t i o ns y s t e m s h u m a nf a c ed e t e c t i o ni sac h a l l e n g i n gb u t i n t e r e s t i n gp r o b l e ms i n c et h ea p p e a r a n c eo fh u m a nf a c e so nd i g i t a l ( s t i l l ) i m a g e ss t r o n g l y d e p e n d so nt h ep e r s o n se m o t i o n a ls t a t e ，g e n d e r , a g e , o t h u i cg r o u pa n de v e nt h eq u a l i t yo f t h ed i g i t a ld e v i c e s t h ea i mo ft h i sw o r ki st oi m p l e m e n ta l le f f e c t i v es y s t e mt ol o c a t e u p r i g h tf r o n t a lf a c e so nm o n o c h r o m a t i ci m a g e sw i t hu s eo f an e u l - a ln e t w o r k - b a s e dc l a s s i f i e r a n dc o n t r o lt h e md i s t r i b u t i v ew a y 1 1c u r r e n ts y s t e md e v e i o p m e n t o u rs y s t e mh a sb e e nb a s e do na r m c h i pa n dl i n u xo p e r a t i n gs y s t e m t h e r ea r et w o d i f f e r e n t p h y s i c a l d e v i c e sb o t ho ft h e l l la r er e dh a ti n s t a l l e d e n d d e v i c ea n d c o n t r o l l e r d e v i c e t h es e r v e rm o d u l ec o n s i s t so fv i d e oc a p t u r i n gd e v i c ea n di n t e lx s c a l e p x a 2 5 0p r o c e s s i n gh a r d w a r e c l i e n ts i d ei sap co ri m a g ep r o c e s s i n gz o n e i m a g e sc a p t u r e d t h r o u 【g hv i d e oc a n l e r aa n dt h e nc h a n g e dt om p 4f o r m a ti nt h es o l - 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b i tp r o c e s s o r se n a b l et h eh i g h e s ts y s t e mi n t e g r a t i o nt h r o n g h p e r f o r m a n c ea n ds m a l ld i es i z ea n da r mt h m n b t e c h n o l o g ya l l o w st h eu s eo fc h e a p e r m e m o r i e s l o w e rd e v e l o p m e n tc o s t sa r ea l s op o s s i b l ed u et os o r w a r es t a n d a r d i z a t i o na n d r c - n s el j 2 2w h yl i n u x ? l i n u xi sn e t w o r k - f r i e n d l y 。o n eo f t h em a j o rl i t m u st e s t so f t h eq u a l i t ya n du t i l i t yo f a m o d e r no p e r a t i n gs y s t e mi sh o ww e l li tn e t w o r k s s i n c el i n u xw a sd e v e l o p e db yat e a mo f p r o g r a m m e r so v e rt h ei n t e r n e t ，i t sn e t w o r k i n gf e a t u r e sw e r eg i v e nh i g hp r i o r i t y l i n u xi s c a p a b l eo f a c t i n ga sc l i e n ta n d o rs e r v e rt 0a n yo f t h ep o p u l a ro p e r a t i n gs y s t e m si nu s et o d a y a n di sq u i t ec a p a b l eo f b e i n gu s e dt oi n ni n t e r n e ts e r v i c ep r o v i d e r s l i n u xi sm u l t i - - u s e r - l i n u xi sa ni m p l e m e n t a t i o no f t h eu n i xd e s i g np h i l o s o p h y , w h i c h m e a n st h a ti ti sam u l t i - u s e rs y s t e mf i - o mt h ew o r d ”g o ”t h i sh a si l u n l e r o u sa d v a n t a g e s ，e v e n f o ras y s t e mw h e r eo n l yo n eo rt w op e o p l ew i l lb eu s i n gi t s e c u r i t y , w h i c hi sn e c e s s a r yf o r p r o t e c t i o no fs e n s i t i v ei n f o r m a t i o n i sb u i l ti n t ol i n u xa ts e l e c t a b l el e v e l s m o r ei m p o r t a n t l y , t h es y s t e mi sd e s i g n e dt om u l t i t a s k w h e t h e ro n eu s e ri sr u n n i n gs e v e r a lp r o g r a m so rs e v e r a l u s e r sa r em i m i n go n e p r o g r a m ，l i n u xi sc a p a b l eo f m a n a g i n gt h et r a f f i c l i n u xi so p e n p e r h a p sm o s ti m p o r t a n t l yf o rw h a tw ea r et r y i n gt oa c c o m p l i s hw i t h s e u l ，l i n u xi so p e n t h a tm e a n st h a tf o rt h ee n t i r eb a s es y s t e m ，w h i c hi n c l u d e st h ek e r n e l ， t h eg n ut o o l s ，a n da l lt h eb a s i cu t i l i t i e s ，w ea sp r o g r a m m e r sa n du s e r sh a v ea c c e s st ot h e s o u r c ec o d ea sw e l la st h er i g h tt om o d i f yi t w i t h o u tt h a ta c c e s sa n dt h a tr i g h t ，t h i sp r o j e c t w o u l dn o tb ep o s s i b l e n e i t h e rw o u l dm a n yo ft h eo t h e rl i n u xp r o j e c t sc u r r e n t l yu n d e r w a y ， i n c l u d i n gg n o m e ，t h eg n un e t w o r ko b j e c tm o d e le n v i r o n m e n lad e s k t o pi n t e r f a c e ； 一3 一 w u e l e s s v i d e o a l a r m s y s t e me n d d e v i c e d e v e l o p m e n t i n x s c a l e d l i n u x p l a t f e r m m n e m o n i c af r e ew e bb r o w s e ru n d e rd e v e l o p m e n t ；o rm a n yo t h e r s i fu s 懿l i k es e u l , t h e yw i l lb ea b l et om o d i f yi ti f t h e yw i s h l i n u x 缸”f r e e ”l i i i b xi s ”f r e e ”i nt w os e 璐韶i no n es e u s e ，t h el i n u xc o 珊砌盱i sf r e e t om o d i f yt h es y s t e ma n dd oa n y t h i n gh eo rs h ew i s h e sw i t hi t i na n o t h e rs e l l s e ，a c q u i r i n g l i n u xd o e sn o tn e c e s s a r i l yr e q u i r ea n yc a s ho u t l a ya ta 1 1 2 3 w h yo p e ns o u r o e ? a i ls o f t w a r ei sw r i t t e n1 】l ，i t hs 0 1 】r c ec o d e w i t ho p e ns o u l - o es o f t w a r e ，t h ec o d ei s p r o t e c t e db yas p e c i a ll i c e n s et h a te i l s u r e se v e r y o n eh a sa c c f f 3 st ot h a tc o d e t h a tm e a n sn o o n ec o m p a n yc a nf u l l yo w l li t f r e e d o mm e a n sc h o i c e c h o i c em e a n sp o w e r t h a t sw h yw eb e l i e v eo p e ns o u r c ei si n e v i t a b l e i tr e = t i l i l l sc o n t r o lt ot h ec u s t o m e r y o u 锄s e et h ec o d e , c h a n g ei ta n dl e a r nf r o mi t b u g sa r em o r eq u i c k l yf o u n da n df i x e d a n d w h e nc u s t o m e r sd o n tl i k eh o wo n ev e n d o ri ss e r v i n gt h e m t h e yc a nc h o o s ea n o t h e rw i t h o u t o v e r h a u l i n gt h e i ri n f r a s t r u c t u r e n om o r et e c h n o l o g yl o c k - i n n om o r em o n o p o l i e s a n dw eb e l i e v eo p e ns o u r c es i m p l yc r e a t e sb e t t e rs o f t w a r e i tm u l t i p l i e s0 1 1 0c o m p a n y s d e v e l o p m e n tc a p a c i t ym a n yt i m e so v e r e v e r y o n ec o l l a b o r a t e s ，t h eb e s ts o f t w a r ew i n s n o t j u s tw i t h i no n ec o m p a n y , b u ta m o n ga ni n t e r n e t c o n n e c t e d ，w o r l d w i d ec o m m u n i t y i t 。sn o c o i n c i d e n c et h a tt h er i s eo fo p e ns o u r c ec l o s e l yf o l l o w e dt h er i s eo ft h ei n t e m e t t h ep e r f e c t b r e e d i n gg r o u n df o rc o l l a b o r a t i o n , t h ei n t e m e tm o v e si d e a sa n dc o d ea r o u n dt h ew o r l di na l l i n s t a n t a sar e s u l t ，t h eo p e ns o u r c em o d e lo f t e nb u i l d sh i g h e rq u a l i t y , m o r es e c u r e ，m o r ee a s i l y i n t e g r a t e ds o f t w a r e a n di td o e si ta tav a s t l ya c c e l e r a t e dp a c ea n do f t e na ta l o w e rc o s t 2 4 w h ye m b e d d e ds y s t e m ? s i n g l e - f u n c t i o n e d - e x e c u t e sas i n g l ep r o g r a m ，r e p e a t e d l y t i g h t l y - c o n s t r a i n e d - l o wc o s t , l o wp o w e r , s m a l l ，f a s t , e t e r e a c t i v ea n dr e a l - t i m e c o n t i n u a l l yr e a c t st oc h a n g e si nt h es y s t e m se n v i f o m e n t m u s tc o m p u t ec e r t a i nr e s u l t si nr e a l t i m ew i t h o u td e l a y 一4 30 v e r a iis y s t e md e s i g n a n di m d i e m e n t a t i o r lr o a d m a p t h eo v e r a l ls y s t e mi sd i v i d e di nt ot w om a i n p a r t s ： a h a r d w a r e b s o f t w a r e 3 1h a