一种视频目标跟踪主从备份系统和方法.pdf

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。

权利要求书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。

说明书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。