智能視頻監(jiān)控中運動目標檢測與跟蹤算法研究
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【摘要】:智能視頻監(jiān)控技術(shù)是計算機視覺領(lǐng)域的重要應(yīng)用,在政府、企業(yè)和家庭都具有廣泛地應(yīng)用,而運動目標檢測與跟蹤是智能視頻監(jiān)控領(lǐng)域的核心技術(shù),近十幾 年來,隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展,智能視頻監(jiān)控中運動目標檢測與跟蹤算法的研究,吸引了眾多研究者的關(guān)注,成為熱點研究問題。盡管人們已經(jīng)提出了許多有效的視頻目標檢測與跟蹤算法,但是在實際應(yīng)用中運動目標檢測與跟蹤仍然面臨許多困難,如背景變化、目標遮擋、陰影干擾等因素,都嚴重影響了檢測與跟蹤的效果,因此設(shè)計魯棒的視頻目標檢測與跟蹤算法仍然是一項具有挑戰(zhàn)性的任務(wù)。 論文介紹了智能視頻監(jiān)控技術(shù)的發(fā)展歷史和現(xiàn)狀,給出了智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)架構(gòu),以及系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)和難點問題;研究了智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)中圖像處理技術(shù),包括圖像預(yù)處理、目標模型描述及數(shù)學形態(tài)學理論等。 針對智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)的實際應(yīng)用,論文主要開展視頻圖像中運動目標檢測與跟蹤技術(shù)的研究,并提出了有效的算法。 在運動目標檢測方面,研究了目標檢測的常用方法(如幀間差分法、背景差分法和光流法等),基于不同的技術(shù)實現(xiàn)途徑,將背景差分分為三類,即直接計算法、圖像建模法、組合法,并深入分析了各類算法的適用范圍及優(yōu)缺點。針對視頻圖像中的運動目標,提出了混合高斯模型和幀差法相結(jié)合的目標檢測技術(shù),該算法通過融入幀間差分將圖像區(qū)域分為背景區(qū)域、背景顯露區(qū)域和運動物體區(qū)域三類,然后根據(jù)不同區(qū)域采用不同的更新率更新背景模型,實現(xiàn)運動目標的檢測。 在運動目標跟蹤方面,分析了Mean Shift算法在目標跟蹤方面的應(yīng)用,并驗證了Mean Shift算法的收斂性。針對Mean Shift算法易陷入局部最優(yōu)及目標短暫遮擋時跟蹤性能差的不足,提出了一種改進的基于Mean Shift的運動目標跟蹤算法,并進行了仿真實驗,實驗結(jié)果表明:改進的Mean Shift在目標短暫遮擋時具有良好的跟蹤性能。
【關(guān)鍵詞】:智能視頻監(jiān)控 運動目標檢測與跟蹤 背景差分 Mean Shift算法
【學位授予單位】:國防科學技術(shù)大學
【學位級別】:碩士
【學位授予年份】:2010
【分類號】:TP391.41
【目錄】:
- 摘要9-10
- ABSTRACT10-12
- 第一章 緒論12-22
- 1.1 研究背景及意義12-15
- 1.1.1 智能視頻監(jiān)控12-14
- 1.1.2 智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)的一般架構(gòu)14
- 1.1.3 選題意義14-15
- 1.2 智能視頻監(jiān)控的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢15-20
- 1.2.1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀15-17
- 1.2.2 智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)17-19
- 1.2.3 智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)的技術(shù)難點19-20
- 1.3 本文的主要內(nèi)容和組織結(jié)構(gòu)20-22
- 第二章 相關(guān)預(yù)備知識22-27
- 2.1 圖像灰度化處理22
- 2.2 圖像噪聲處理22-23
- 2.3 目標表示23-24
- 2.4 數(shù)學形態(tài)學24-26
- 2.5 本章小結(jié)26-27
- 第三章 運動目標檢測算法研究27-39
- 3.1 運動目標檢測的主要方法27-29
- 3.1.1 幀間差分法27
- 3.1.2 光流法27-28
- 3.1.3 背景差分法28-29
- 3.2 基于運動目標檢測的背景差分算法分類研究29-33
- 3.2.1 直接計算法29-30
- 3.2.2 圖像建模法30-32
- 3.2.3 組合法32-33
- 3.3 基于混合高斯模型的幀間差分法33-38
- 3.3.1 方法原理34-36
- 3.3.2 仿真結(jié)果36-38
- 3.4 本章小結(jié)38-39
- 第四章 運動目標跟蹤算法研究39-57
- 4.1 運動目標跟蹤綜述39-41
- 4.1.1 基于區(qū)域的跟蹤39-40
- 4.1.2 基于特征的跟蹤40
- 4.1.3 基于動態(tài)輪廓的跟蹤40
- 4.1.4 基于模型的跟蹤40-41
- 4.2 Mean Shift算法及在目標跟蹤中的應(yīng)用41-49
- 4.2.1 基本Mean Shift41-42
- 4.2.2 擴展的Mean Shift42-43
- 4.2.3 Mean Shift算法及其步驟43-46
- 4.2.4 Mean Shift算法在目標跟蹤方面的應(yīng)用46-49
- 4.3 改進的Mean-Shift目標跟蹤算法49-56
- 4.3.1 對Mean Shift算法的改進50-51
- 4.3.2 綜合利用目標檢測的Mean Shift算法51-53
- 4.3.3 仿真結(jié)果53-56
- 4.4 本章小結(jié)56-57
- 第五章 結(jié)論和展望57-61
- 5.1 本文完成的主要工作57-58
- 5.2 未來工作展望58-61
- 致謝61-62
- 參考文獻62-68
- 作者在學期間取得的學術(shù)成果68
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本文編號:301870
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