面向复杂交通环境的行人检测方法及装置
本文关键词:面向复杂交通环境的行人检测方法及装置
【摘要】:随着摄像机性能的快速发展与人工智能技术的普及,自然图像在智能交通领域得到了广泛的应用。行人检测由于其对于交通车辆行驶安全的重要影响,一直是智能交通领域的核心内容。然而由于行人目标本身的非刚体特性,以及复杂的外在干扰,如光照变换、遮挡、环境背景等,行人检测依旧是图像领域中的难点。本文首先归纳总结了行人检测技术的发展和研究现状,详细介绍了当前主要行人检测数据集、检测算子、分类方法等,并分析了存在的主要问题。接着,针对复杂交通环境下,行人目标易受遮挡,影响检测精度的问题,提出了一种基于DPM算法的单行人和双行人并联的检测算法;设计了一套针对智能车载的实时行人检测装置;最后对所做工作进行总结展望。本文核心工作和相关成果如下:1、针对于双人互相遮挡的情况,从TUD-Brussels和ETH两种行人数据库中,根据遮挡概率统计情况,提取并建立了供训练专用的双行人数据库。2、基于DPM(部件可变模型)检测算子和Latent SVM训练方法,从INRIA行人数据库和双人数据库中分别训练得到单行人的SP-DPM分类模板和双行人的DP-DPM分类模板。通过线性分割的方法,将双行人分类模版变形为包含单行人部件的双行人模板SDP-DPM。3、针对交通场景下行人分布情况的特征信息,提出一种将单人模型SP-DPM和双行人模型SDP-DPM相结合的并联检测方法Mutil PD-DPM。将构建的方法用于行人遮挡最为严重的Caltech行人数据库上的检测,并将检测结果以ROC图的形式与当前主要流行算法进行对比。4、通过车载行车记录仪拍摄的视频,提取标定出相关行人数据库。训练得到有效的行人分类器,基于积分图HOG方法进行行人检测,设定了检测距离和对应的多尺度的检测方法。5、提出一种基于对角斜率的ROI算法来减少检测区域,通过与GPU硬件加速相结合的方法,实现了对行人目标的实时检测。6、基于VS2010编译环境和Opencv2.0接口,设计实现了一套完整的行人检测可视化系统装置。
【关键词】:行人检测 交通环境 遮挡 多尺度 对角斜率
【学位授予单位】:南昌航空大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:U495;TP391.41
【目录】:
- 摘要3-4
- Abstract4-8
- 第1章 绪论8-14
- 1.1 研究背景和意义8-9
- 1.2 行人检测的技术难点9-10
- 1.3 国内外研究现状10-12
- 1.4 本文主要工作和组织结构12-14
- 第2章 行人检测系统理论基础14-27
- 2.1 行人检测公共数据库14-16
- 2.2 行人检测基本流程16-24
- 2.2.1 检测流程介绍16-17
- 2.2.2 常用行人特征描述子17-20
- 2.2.3 常用分类方法20-24
- 2.3 行人检测算法评测标准24-27
- 2.3.1 混淆矩阵25-26
- 2.3.2 ROC曲线26-27
- 第3章 结合单双行人DPM模型的行人检测方法27-39
- 3.1 DPM特征27-28
- 3.2 检测模型设计28-32
- 3.2.1 单行人模型(SP-DPM)设计28-29
- 3.2.2 双行人模型(DP-DPM)设计29-31
- 3.2.3 单行人部件构成的双行人模型(SDP-DPM)31-32
- 3.3 交通场景行人检测算法32-35
- 3.3.1 多行人检测算法33
- 3.3.2 并联检测33-34
- 3.3.3 多行人检测算法(MultiPD-DPM)实现步骤34-35
- 3.4 实验及结果分析35-38
- 3.4.1 实验环境35
- 3.4.2 单行人模型(SP-DPM)检测实验35
- 3.4.3 双行人模型(DP-DPM)检测实验35-36
- 3.4.4 单行人部件构成的双行人模型(SDP-DPM)检测实验36-37
- 3.4.5 多行人检测算法(MultiPD-DPM)实验37-38
- 3.5 本章小结38-39
- 第4章 实时车载行人检测分析装置设计39-55
- 4.1 车载图像采集传感器39-41
- 4.1.1 激光传感器39-40
- 4.1.2 红外光谱传感器40
- 4.1.3 立体视觉摄像机40-41
- 4.2 实验采集设备41
- 4.3 实验视频采集方案41-42
- 4.4 系统开发环境42
- 4.5 实验算法选择42-45
- 4.5.1 积分图HOG算法42-44
- 4.5.2 检测区域范围设定44-45
- 4.6 检测分类器设计45-51
- 4.6.1 样本选取45-46
- 4.6.2 分类器训练46
- 4.6.3 检测过程46-48
- 4.6.4 检测加速48-51
- 4.7 软件平台设计介绍51-53
- 4.8 系统运行结果53-54
- 4.9 本章小结54-55
- 第5章 总结与展望55-57
- 5.1 总结55-56
- 5.2 展望56-57
- 参考文献57-61
- 攻读硕士期间发表的论文和参与的科研项目61-62
- 致谢62-63
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