我们即将走进大数据时代，计算机科学与技术的飞速发展对我们的生活大有裨益。以图像识别、语音处理等为代表的新技术标志着计算机技术将从处理单维、线性的数据向多层次、多角度转换，由此带来的数据量、算法等方面的问题是我们在这个时代面临的巨大挑战。因此，图像识别与处理已成为一项重要课题。

本课题采用Hi3516C摄像头进行设计。Hi3516C是新一代HD IP摄像机SOC，集成新一代ISP，优化后的编码前图像处理算法和新一代H.264编码器，同时采用先进低功耗工艺和低功耗架构设计，这一切将使得Hi3516C在低码率，高图像质量，低功耗方面持续引领行业水平。创新性的硬件支持90度/270度旋转功能和镜头几何校正功能，可以满足监控应用的各种场景需求。Hi3516C还全格式支持3A算法，客户可以基于此实现包含一体机机芯在内的各种机型设计。集成POR、RTC、Audio Codec，并支持多种sensor电平及各种时钟输出等功能，将极大的降低基于Hi3516C的HD IP摄像机ebom成本。与海思DVR/NVR芯片相似的SDK设计，能够支撑客户快速产品量产，并实现DVR/NVR和IP摄像机的系统布局。Hi3516C集成了POR、RTC、Audio Codec，并支持多种sensor电平及各种时钟输出等功能，将极大的降低基于Hi3516C的HD IP摄像机ebom成本。

Hi3516C摄像头中自带Linux操作系统。Linux是一套免费使用和自由传播的类Unix操作系统，是一个基于POSIX和UNIX的多用户、多任务、支持多线程和多CPU的操作系统。它能运行主要的UNIX工具软件、应用程序和网络协议。它支持32位和64位硬件。Linux继承了Unix以网络为核心的设计思想，是一个性能稳定的多用户网络操作系统。

在这个系统中，程序的编写采用C 语言。C 是在C语言的基础上开发的一种面向对象编程语言，应用广泛。C 支持面向对象编程、泛型编程和过程化编程。最新正式标准C 于2014年8月18日公布。其编程领域众广，常用于系统开发，引擎开发等应用领域，是至今为止最受广大程序员受用的最强大编程语言之一,支持类：类、封装、重载等特性。

此外，在编写程序时，需要先在PC机中将程序进行编译、连接，从而获得一个可以在摄像头自带系统中运行的程序。此处需要使用PC机上的VMware虚拟机系统与摄像头进行链接。VMware是一个”虚拟PC”软件公司，提供服务器、桌面虚拟化的解决方案。其虚拟化平台的产品包括播放器；它能使个人PC能够运行虚拟机器，融合器，例如在一台机器上同时运行二个或更多Windows、DOS、LINUX系统。与”多启动”系统相比，VMWare采用了完全不同的概念。多启动系统在一个时刻只能运行一个系统，在系统切换时需要重新启动机器。VMWare是真正”同时”运行，多个操作系统在主系统的平台上，就象标准Windows应用程序那样切换。而且每个操作系统你都可以进行虚拟的分区、配置而不影响真实硬盘的数据，你甚至可以通过网卡将几台虚拟机用网卡连接为一个局域网，极其方便。安装在VMware操作系统性能上比直接安装在硬盘上的系统低不少，因此，比较适合学习和测试。

我们还需要在PC上对摄像头内系统进行控制，摄像头提供了USB接口与PC机COM口相连。控制其使用的软件叫作SecureCRT。SecureCRT是一款支持SSH（SSH1和SSH2）的终端仿真程序，简单地说是Windows下登录UNIX或Linux服务器主机的软件。SecureCRT支持SSH，同时支持Telnet和rlogin协议。SecureCRT是一款用于连接运行包括Windows、UNIX和VMS的理想工具。通过使用内含的VCP命令行程序可以进行加密文件的传输。有流行CRTTelnet客户机的所有特点,包括:自动注册、对不同主机保持不同的特性、打印功能、颜色设置、可变屏幕尺寸、用户定义的键位图和优良的VT100,VT102,VT220和ANSI竞争.能从命令行中运行或从浏览器中运行.其它特点包括文本手稿、易于使用的工具条、用户的键位图编辑器、可定制的ANSI颜色等.SecureCRT的SSH协议支持DES,3DES和RC4密码和密码与RSA鉴别。

本课题核心在于图像处理。图像处理(image processing)，用计算机对图像进行分析，以达到所需结果的技术。又称影像处理。图像处理一般指数字图像处理。数字图像是指用工业相机、摄像机、扫描仪等设备经过拍摄得到的一个大的二维数组，该数组的元素称为像素，其值称为灰度值。图像处理技术的一般包括图像压缩，增强和复原，匹配、描述和识别3个部分。 常见的系统有康耐视系统、图智能系统等，目前是正在逐渐兴起的技术。21世纪是一个充满信息的时代，图像作为人类感知世界的视觉基础，是人类获取信息、表达信息和传递信息的重要手段。数字图像处理，即用计算机对图像进行处理，其发展历史并不长。数字图像处理技术源于20世纪20年代，当时通过海底电缆从英国伦敦到美国纽约传输了一幅照片，采用了数字压缩技术。首先数字图像处理技术可以帮助人们更客观、准确地认识世界，人的视觉系统可以帮助人类从外界获取3/4以上的信息，而图像、图形又是所有视觉信息的载体，尽管人眼的鉴别力很高，可以识别上千种颜色，但很多情况下，图像对于人眼来说是模糊的甚至是不可见的，通过图象增强技术，可以使模糊甚至不可见的图像变得清晰明亮。

帧差法是背景减图法中的一种。帧差法不需要建模，因为它的背景模型就是上一帧的图，所以速度非常快。帧差法对缓慢变换的光照不是很敏感，其基本原理可以用下面公式看出：

|i(t)-i(t-1)|

|i(t)-i(t-1)|gt;=T 前景

其中i(t),i(t-1)分别为t,t-1时刻对应像素点的像素值,T为阈值。