监控视频异常行为检测算法研究
本文选题:异常检测 + 多特征提取 ; 参考:《中国科学技术大学》2017年硕士论文
【摘要】:随着社会的发展与进步,越来越多的社会安全问题也随之出现。如何避免与及时应对突发公共事件作为公共安全的重要议题被学术界及工业界广泛研究,进而产生了多种多样的安防机制及相应的技术。视频监控技术作为被广泛使用的监管技术,在多个方面起到了至关重要的作用。然而目前的通用监控技术仍然存在各种各样的问题。作为计算机视觉的重要范畴,对监控视频内容的分析从发展之初便受到学术界的关注。视频内容的分析主要包括目标检测、目标识别、目标追踪等几大领域。本文主要针对监控视频中的异常行为检测问题,首先对异常的基本概念和基础理论进行了简单介绍,综述和分析了国内外的研究现状和主流算法,随后提出了针对全局和局部异常检测的算法,并分别对算法的具体实施和测试结果进行了相关的分析。本文的研究内容和创新点如下:1.提出了基于多特征提取的局部异常检测算法。传统的异常检测算法通常笼统地对异常进行统一的特征提取,这将造成运动信息的不合理使用甚至丢失,进而造成对异常检测的高误检率。本文通过构建局部异常的特征模型,将局部异常进一步划分为速度异常、形态异常及位置异常,并为每一类异常分别进行特征的提取和检测,并最终得到统一性的异常得分。实验结果证明了这种分类方式是合理而具有优势的。2.提出了基于分裂合并聚类算法的前景目标提取方案。传统的局部异常检测特征提取方案通常将视频序列划分为固定大小规则形状的块(二维)或体(三维),这种划分方式会产生对目标的错误分割及误判率增加等问题。本文通过多次限制性迭代,在每一步迭代中不断分裂不符合样本模型的前景区域,并合并相似性区域,实现对前景的有效分割,提取出单个或多个重叠目标的前景,在此区域内实现特征提取等操作。这一方案对特征区分度的影响较大,因此也是决定整体算法有效性的关键因素。3.改进了 NSH分类算法。原有NSH算法尽管可以实现异常数据的检测,然而其在寻找最优参数时效率较低且鲁棒性较差。本文提出的INSH算法通过在原有二分类算法框架基础上重新定义目标函数和重新设计凸包解决方案,实现比原有算法更优的分类检测结果。4.提出了基于全局动能的全局异常检测算法。传统的全局异常检测算法大多模型复杂、检测效果不尽如人意。本文通过分析大规模运动特点提出了基于全局动能差的全局异常检测算法,算法通过构建全局动能进而计算动能差实现全局异常的检测,实验证明该方法时间成本较低且而行之有效的。
[Abstract]:With the development and progress of society, more and more social security problems appear. How to avoid and respond to unexpected public events as an important issue of public safety has been extensively studied by academia and industry, which has resulted in a variety of security mechanisms and corresponding technologies. As a widely used technology, video surveillance plays an important role in many aspects. However, there are still various problems in the current universal monitoring technology. As an important category of computer vision, the analysis of surveillance video content has been concerned by academia since the beginning of its development. Video content analysis mainly includes target detection, target recognition, target tracking and so on. This paper focuses on the detection of abnormal behavior in surveillance video. Firstly, the basic concepts and theories of anomaly are briefly introduced, and the current research situation and mainstream algorithms at home and abroad are summarized and analyzed. Then an algorithm for global and local anomaly detection is proposed, and the implementation and test results of the algorithm are analyzed respectively. The contents and innovations of this paper are as follows: 1. A local anomaly detection algorithm based on multi-feature extraction is proposed. The traditional anomaly detection algorithm usually carries on the unified feature extraction to the anomaly in general, which will cause the unreasonable use and even the loss of the motion information, and then cause the high error detection rate of the anomaly detection. In this paper, the local anomaly is further divided into velocity anomaly, morphological anomaly and location anomaly by constructing the feature model of the local anomaly, and the feature extraction and detection for each kind of anomaly are carried out respectively, and finally the unified anomaly score is obtained. The experimental results show that this classification method is reasonable and has advantages. 2. A foreground target extraction scheme based on split merge clustering algorithm is proposed. The traditional local anomaly detection feature extraction scheme usually divides the video sequence into blocks (2D) or volume (3D) with fixed size and regular shape. This partitioning method will result in the problem of target segmentation and the increase of misjudgment rate. In this paper, through multiple restrictive iterations, the foreground regions which do not conform to the sample model are split continuously in each iteration, and the similarity regions are merged to realize the effective segmentation of the foreground, and the foreground of single or multiple overlapping targets is extracted. In this region, feature extraction and other operations are implemented. This scheme has a great influence on the classification of features, so it is also a key factor to determine the effectiveness of the whole algorithm. The NSH classification algorithm is improved. Although the original NSH algorithm can detect abnormal data, it is less efficient and less robust in finding the optimal parameters. The INSH algorithm proposed in this paper redefines the objective function and redesigns the convex hull solution on the basis of the original two-classification algorithm framework to achieve a better classification detection result than the original algorithm .4. A global anomaly detection algorithm based on global kinetic energy is proposed. Most of the traditional global anomaly detection algorithms are complex, and the detection results are not satisfactory. In this paper, a global anomaly detection algorithm based on global kinetic energy difference is proposed by analyzing the characteristics of large scale motion. The algorithm realizes global anomaly detection by constructing global kinetic energy and calculating kinetic energy difference. Experiments show that the time cost of this method is low and effective.
【学位授予单位】:中国科学技术大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TP391.41
【相似文献】
相关期刊论文 前10条
1 马安光;;棋子问题的算法分析——2003年第11期题解[J];程序员;2004年01期
2 冯舜玺;;新书推荐:《算法分析导论》[J];计算机教育;2006年05期
3 张力,慕晓冬;计算机算法分析浅谈[J];武警工程学院学报;2002年04期
4 马安光;;飞弹问题的算法分析——2003年第10期题解[J];程序员;2003年12期
5 苏运霖;;《算法分析导论》评介[J];计算机教育;2006年07期
6 朱力强;;培养学生创新思维与能力的算法分析案例[J];计算机与信息技术;2007年11期
7 汪菊琴;;几种常见特殊方阵的算法分析与实现[J];无锡职业技术学院学报;2009年05期
8 李涵;;“算法分析与设计”课程教学改革和实践[J];中国电力教育;2010年16期
9 刘宁;管涛;;浅析案例教学法在算法分析与设计课程中的应用[J];科技风;2011年07期
10 胡峰;王国胤;;“算法分析与设计”教学模式探索[J];当代教育理论与实践;2011年12期
相关会议论文 前10条
1 俞洋;田亚菲;;一种新的变步长LMS算法及其仿真[A];通信理论与信号处理新进展——2005年通信理论与信号处理年会论文集[C];2005年
2 周颢;刘振华;赵保华;;构造型的D~2FA生成算法[A];中国通信学会通信软件技术委员会2009年学术会议论文集[C];2009年
3 赖桃桃;冯少荣;张东站;;一种基于划分和密度的快速聚类算法[A];第二十五届中国数据库学术会议论文集(一)[C];2008年
4 刘远新;邓飞其;罗艳辉;舒添慧;;ERP柔性平台下物流运输配送系统算法分析[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
5 王树西;白硕;姜吉发;;模式合一的“减首去尾”算法[A];第二届全国学生计算语言学研讨会论文集[C];2004年
6 王万青;张晓辉;;改进的A~*算法的高效实现[A];2009全国测绘科技信息交流会暨首届测绘博客征文颁奖论文集[C];2009年
7 孙焕良;邱菲;刘俊岭;朱叶丽;;IncSNN——一种基于密度的增量聚类算法[A];第二十三届中国数据库学术会议论文集(研究报告篇)[C];2006年
8 韩建民;岑婷婷;于娟;;实现敏感属性l-多样性的l-MDAV算法[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
9 张悦;尤枫;赵瑞莲;;利用蚁群算法实现基于程序结构的主变元分析[A];第五届中国测试学术会议论文集[C];2008年
10 王旭东;刘渝;邓振淼;;正弦波频率估计的修正Rife算法及其FPGA实现[A];全国第十届信号与信息处理、第四届DSP应用技术联合学术会议论文集[C];2006年
相关重要报纸文章 前1条
1 科文;VIXD算法分析Web异常[N];中国计算机报;2008年
相关博士学位论文 前10条
1 魏哲学;样本断点距离问题的算法与复杂性研究[D];山东大学;2015年
2 刘春明;基于增强学习和车辆动力学的高速公路自主驾驶研究[D];国防科学技术大学;2014年
3 张敏霞;生物地理学优化算法及其在应急交通规划中的应用研究[D];浙江工业大学;2015年
4 李红;流程挖掘算法研究[D];云南大学;2015年
5 卜晨阳;演化约束优化及演化动态优化求解算法研究[D];中国科学技术大学;2017年
6 陈拉明;基于非凸优化的稀疏重建理论与算法[D];清华大学;2016年
7 刘新旺;多核学习算法研究[D];国防科学技术大学;2013年
8 于滨;城市公交系统模型与算法研究[D];大连理工大学;2006年
9 曾国强;改进的极值优化算法及其在组合优化问题中的应用研究[D];浙江大学;2011年
10 肖永豪;蜂群算法及在图像处理中的应用研究[D];华南理工大学;2011年
相关硕士学位论文 前10条
1 黄厦;基于改进蚁群算法的柔性作业车间调度问题研究[D];昆明理工大学;2015年
2 李平;基于Hadoop的信息爬取与舆情检测算法研究[D];昆明理工大学;2015年
3 赵官宝;基于位表的关联规则挖掘算法研究[D];昆明理工大学;2015年
4 殷文华;移动容迟网络中基于社会感知的多播分发算法研究[D];内蒙古大学;2015年
5 徐翔燕;人工鱼群优化算法及其应用研究[D];西南交通大学;2015年
6 李德福;基于小世界模型的启发式寻路算法研究[D];华中师范大学;2015年
7 郑海彬;一种面向MAPREDUCE的DATASHUFFLE的优化方法[D];苏州大学;2015年
8 赵晓寒;轮换步长PSO算法及SMVSC参数优化[D];沈阳理工大学;2015年
9 安丰洋;基于无线网络的广播算法研究[D];曲阜师范大学;2015年
10 李智明;基于改进FastICA算法的混合语音盲分离[D];上海交通大学;2015年
,本文编号:1855509
本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/ruanjiangongchenglunwen/1855509.html