基于O2O學習的多目標檢測與跟蹤技術(shù)研究
本文關(guān)鍵詞:基于O2O學習的多目標檢測與跟蹤技術(shù)研究,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:智能視頻監(jiān)控中,利用計算機實時定位視頻中感興趣的、顯著視覺特征的多個獨立目標,精確計算出目標在視頻中位置大小、運動速度、表觀特征等狀態(tài)信息,為目標分類識別、行為理解等高層處理提供數(shù)據(jù)的多目標檢測與跟蹤技術(shù)仍然是研究的熱點。視頻信息包括幀間信息和幀內(nèi)信息。現(xiàn)有基于運動信息的檢測跟蹤系統(tǒng),只利用幀間運動信息而忽視了幀內(nèi)物體表觀信息,系統(tǒng)無法檢測靜止狀態(tài)的目標,運行過程中不能繼續(xù)跟蹤由運動變靜止的目標。針對運動檢測系統(tǒng)無法提取靜止狀態(tài)目標的問題,采用了O2O檢測算法:在線(Online)幀間運動檢測,離線(Offline)幀內(nèi)表觀檢測;運動檢測通過幀間信息提取出運動的目標;表觀檢測彌補運動檢測的不足,提取出靜止的目標;學習兩者提取結(jié)果,輸出綜合檢測結(jié)果。針對運動檢測檢測到目標包含一些非跟蹤目標噪聲的問題,離線訓練好一類目標的隨機森林分類器,用分類器排除不需跟蹤的目標,濾除噪聲,提高跟蹤準確度,減小跟蹤計算量。針對傳統(tǒng)跟蹤方法無法繼續(xù)跟蹤停止目標的問題,采用了融合特征匹配與數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)的多目標跟蹤算法;跟蹤系統(tǒng)使用幀間數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)算法來判斷目標前后幀的關(guān)聯(lián)、新目標產(chǎn)生和目標消失;當判斷一個目標消失時,系統(tǒng)自動在目標消失時刻的位置,使用幀內(nèi)特征匹配算法,用存儲的該目標特征來匹配當前位置區(qū)域圖像,從而識別目標,驗證其是否真消失。具體的研究內(nèi)容:首先,使用基于背景差分法的幀間運動檢測算法,獲取視頻幀間運動信息、目標狀態(tài)數(shù)據(jù);采用基于分類器的幀內(nèi)表觀檢測算法,獲取視頻幀內(nèi)表觀信息、目標狀態(tài)數(shù)據(jù)。然后,研究融合幀內(nèi)特征匹配和幀間數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)的多目標跟蹤算法,實現(xiàn)多目標的跟蹤。最后,研究并實現(xiàn)基于運動和表觀的O2O多目標檢測與跟蹤系統(tǒng)。該系統(tǒng)在檢測中采用在線(Online)基于幀間運動信息和離線(Offline)基于幀內(nèi)表觀信息的O2O綜合檢測算法,用以檢測出全部動靜目標;在跟蹤中采用融合幀內(nèi)特征匹配與幀間數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)的跟蹤算法,利用幀內(nèi)表觀特征解決跟丟停止目標的問題。
【關(guān)鍵詞】:運動檢測 表觀檢測 多目標跟蹤 卡爾曼濾波 特征匹配 數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián) O2O運動與表觀
【學位授予單位】:南京郵電大學
【學位級別】:碩士
【學位授予年份】:2015
【分類號】:TN948.6;TP391.41
【目錄】:
- 摘要4-5
- Abstract5-8
- 專用術(shù)語注釋表8-9
- 第一章 緒論9-16
- 1.1 研究背景與意義9-10
- 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-12
- 1.3 解決問題和內(nèi)容安排12-16
- 1.3.1 現(xiàn)有算法存在問題12-13
- 1.3.2 改進創(chuàng)新13-14
- 1.3.3 內(nèi)容安排14-16
- 第二章 基于背景差分的幀間運動檢測算法16-28
- 2.1 背景差分法16-20
- 2.1.1 背景差分算法流程16-18
- 2.1.2 GMM混合高斯模型18-19
- 2.1.3 GMM算法流程19-20
- 2.2 自適應二值化20-21
- 2.3 形態(tài)學處理21-24
- 2.3.1 腐蝕運算21-22
- 2.3.2 膨脹運算22-23
- 2.3.3 開運算與閉運算23
- 2.3.4 形態(tài)學處理策略23-24
- 2.4 連通域標記與區(qū)域生長24-25
- 2.5 運動檢測算法流程25-26
- 2.6 運動檢測評估實驗26-27
- 2.7 本章小結(jié)27-28
- 第三章 基于分類器的幀內(nèi)表觀檢測算法28-45
- 3.1 綜合表觀特征28-34
- 3.1.1 HOG特征28-30
- 3.1.2 Haar-like特征30-32
- 3.1.3 LBP特征32-34
- 3.1.4 綜合特征向量34
- 3.2 隨機森林分類器34-38
- 3.2.1 決策樹35-36
- 3.2.2 隨機森林36-38
- 3.3 學習訓練分類器38
- 3.4 表觀檢測算法流程38-41
- 3.5 表觀檢測評估實驗41-44
- 3.6 本章小結(jié)44-45
- 第四章 融合特征匹配和數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)的多目標跟蹤45-65
- 4.1 卡爾曼濾波45-48
- 4.2 數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)方法48-52
- 4.2.1 相關(guān)波門48
- 4.2.2 航跡起始與終結(jié)48-49
- 4.2.3 JPDA聯(lián)合概率數(shù)據(jù)互聯(lián)算法49-52
- 4.3 綜合表觀特征匹配52-61
- 4.3.1 HSV顏色直方圖匹配52-54
- 4.3.2 SURF特征匹配54-60
- 4.3.3 綜合表觀特征匹配60-61
- 4.4 特征匹配與數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)融合61
- 4.5 融合跟蹤算法流程61-62
- 4.6 融合跟蹤評估實驗62-63
- 4.7 本章小結(jié)63-65
- 第五章 基于運動與表觀的O2O多目標檢測與跟蹤系統(tǒng)65-73
- 5.1 O2O多目標檢測算法65-67
- 5.2 O2O多目標檢測跟蹤系統(tǒng)67-68
- 5.3 O2O檢測跟蹤系統(tǒng)評估實驗68-70
- 5.4 系統(tǒng)項目應用70-72
- 5.4.1 城市交通卡口車輛跟蹤系統(tǒng)70-71
- 5.4.2 博物館區(qū)域入侵目標跟蹤和行為識別系統(tǒng)71-72
- 5.5 本章小結(jié)72-73
- 第六章 總結(jié)與展望73-75
- 6.1 總結(jié)73-74
- 6.2 展望74-75
- 參考文獻75-77
- 附錄 攻讀碩士學位期間申請的專利77-78
- 致謝78
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