课堂录播系统中行为检测与目标跟踪研究
发布时间：2022-11-05 04:09
由于我国教育条件差异很大,城市的学校教育资源往往要比偏远农村的教育资源好很多。为了使农村学生也能受到良好的教育,全国高校和厂商已开始研发课堂录播系统。课堂录播系统是利用目标检测、目标跟踪以及行为检测等相关图像处理技术,在没有人工干预的情况下,实现摄像头对教学过程自动录制的一种系统。本论文主要对课堂录播系统中行为检测与目标跟踪进行研究,主要的工作和成果包括以下几点:（1）提出了一种基于运动估计的学生行为检测方法,主要应用于学生站立行为和坐下行为的检测。本系统首先通过摄像头采集YUV数据帧,把YUV数据帧转换为灰度图像,其次对灰度图像进行中值滤波,接着对相邻帧进行帧间差分操作和形态学处理,提取运动轮廓的外接矩形框,对运动轮廓矩形框所在的图像块进行运动估计,以求出运动轮廓矩形框所在图像块内各个宏块的水平位移矢量和竖直位移矢量,由各个宏块的位移矢量求出当前运动轮廓的水平位移矢量和竖直位移矢量,进而求出当前运动轮廓所在图像块的运动角度大小,最后根据连续若干运动轮廓所在图像块的运动角度大小的值来判断学生的行为。本系统的学生行为检测方法充分考虑了课堂录播系统中对视频处理的实时性要求,有效地减少了运算...
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景和意义
1.1.1 课堂录播系统简介
1.1.2 课堂录播系统中行为检测和目标跟踪
1.2 国内外研究现状
1.3 论文研究难点和工作内容
1.3.1 论文研究难点
1.3.2 论文工作内容
1.4 论文组织结构
第二章 课堂录播系统中目标检测与目标跟踪
2.1 课堂录播系统构成
2.2 视频中的运动目标检测
2.2.1 图像预处理
2.2.2 常用的运动目标检测方法
2.3 核相关滤波跟踪基础
2.3.1 相关滤波
2.3.2 循环矩阵
2.3.3 核技巧
2.4 本章小结
第三章 基于运动估计的学生行为检测算法
3.1 基于直接划线算法学生行为检测
3.1.1 直接划线法算法思想
3.1.2 直接划线法算法弊端
3.2 基于光流法学生行为检测
3.2.1 光流法学生行为检测算法思想
3.2.2 光流法学生行为检测算法弊端
3.3 基于运动估计算法学生行为检测
3.3.1 视频采集和预处理
3.3.2 帧间差分获取运动区域轮廓
3.3.3 运动轮廓区域作运动估计
3.3.4 求取运动轮廓的运动角度
3.3.5 判断当前学生行为站起和坐下
3.4 实验结果与分析
3.4.1 实验环境
3.4.2 帧间差分法间隔帧数确定
3.4.3 分割阈值对帧差法的影响
3.4.4 运动轮廓的筛选
3.4.5 学生站立和坐下检测实验
3.5 本章小结
第四章 基于核相关滤波的长时间目标跟踪算法
4.1 引言
4.2 核相关滤波跟踪器
4.2.1 引入循环矩阵
4.2.2 引入核技巧
4.3 基于核相关滤波和再检测机制的目标跟踪算法
4.3.1 提取样本特征
4.3.2 目标再检测模块
4.3.3 算法具体流程
4.4 实验结果分析
4.4.1 实验环境
4.4.2 实验结果对比与分析
4.5 本章小结
第五章 总结与展望
5.1 总结
5.2 展望
参考文献
附录1 攻读硕士学位期间申请的专利
附录2 攻读硕士学位期间参加的科研项目
附录3 学生行为检测和师生跟踪视频缩略图
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于回归分析和主成分分析的噪声方差估计方法[J]. 吴疆,尤飞,蒋平. 电子与信息学报. 2018(05)
[2]智能录播系统中站立人脸检测定位的实现[J]. 刘小芳,魏伟波,谭璐. 青岛大学学报(自然科学版). 2018(01)
[3]利用核技巧和迭代量化的图像检索算法[J]. 杨源,查宇飞,覃兵,梁兵兵,杨丽薇,李运强. 西安电子科技大学学报. 2017(01)
[4]基于自适应特征选择的多尺度相关滤波跟踪[J]. 沈秋,严小乐,刘霖枫,孔繁锵,王丹丹. 光学学报. 2017(05)
[5]基于深度分层特征的激光视觉焊缝检测与跟踪系统研究[J]. 邹焱飚,周卫林,陈向志. 中国激光. 2017(04)
[6]基于自适应卷积特征的目标跟踪算法[J]. 蔡玉柱,杨德东,毛宁,杨福才. 光学学报. 2017(03)
[7]高清全自动录播系统的建设[J]. 李志刚. 南京广播电视大学学报. 2015(04)
[8]基于后验HOG特征的多姿态行人检测[J]. 刘威,段成伟,遇冰,柴丽颖,袁淮,赵宏. 电子学报. 2015(02)
[9]基于滑动窗的混合高斯模型运动目标检测方法[J]. 周建英,吴小培,张超,吕钊. 电子与信息学报. 2013(07)
[10]“智能录播系统”关键技术及发展趋势探析[J]. 吴建家,符水波. 中国教育信息化. 2010(12)
硕士论文
[1]课堂视频录播系统中运动目标检测与跟踪技术研究[D]. 赵以国.南京邮电大学 2015
[2]视频图像预处理技术研究与实现[D]. 胡静.南京理工大学 2014
本文编号：3701895
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景和意义
1.1.1 课堂录播系统简介
1.1.2 课堂录播系统中行为检测和目标跟踪
1.2 国内外研究现状
1.3 论文研究难点和工作内容
1.3.1 论文研究难点
1.3.2 论文工作内容
1.4 论文组织结构
第二章 课堂录播系统中目标检测与目标跟踪
2.1 课堂录播系统构成
2.2 视频中的运动目标检测
2.2.1 图像预处理
2.2.2 常用的运动目标检测方法
2.3 核相关滤波跟踪基础
2.3.1 相关滤波
2.3.2 循环矩阵
2.3.3 核技巧
2.4 本章小结
第三章 基于运动估计的学生行为检测算法
3.1 基于直接划线算法学生行为检测
3.1.1 直接划线法算法思想
3.1.2 直接划线法算法弊端
3.2 基于光流法学生行为检测
3.2.1 光流法学生行为检测算法思想
3.2.2 光流法学生行为检测算法弊端
3.3 基于运动估计算法学生行为检测
3.3.1 视频采集和预处理
3.3.2 帧间差分获取运动区域轮廓
3.3.3 运动轮廓区域作运动估计
3.3.4 求取运动轮廓的运动角度
3.3.5 判断当前学生行为站起和坐下
3.4 实验结果与分析
3.4.1 实验环境
3.4.2 帧间差分法间隔帧数确定
3.4.3 分割阈值对帧差法的影响
3.4.4 运动轮廓的筛选
3.4.5 学生站立和坐下检测实验
3.5 本章小结
第四章 基于核相关滤波的长时间目标跟踪算法
4.1 引言
4.2 核相关滤波跟踪器
4.2.1 引入循环矩阵
4.2.2 引入核技巧
4.3 基于核相关滤波和再检测机制的目标跟踪算法
4.3.1 提取样本特征
4.3.2 目标再检测模块
4.3.3 算法具体流程
4.4 实验结果分析
4.4.1 实验环境
4.4.2 实验结果对比与分析
4.5 本章小结
第五章 总结与展望
5.1 总结
5.2 展望
参考文献
附录1 攻读硕士学位期间申请的专利
附录2 攻读硕士学位期间参加的科研项目
附录3 学生行为检测和师生跟踪视频缩略图
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于回归分析和主成分分析的噪声方差估计方法[J]. 吴疆,尤飞,蒋平. 电子与信息学报. 2018(05)
[2]智能录播系统中站立人脸检测定位的实现[J]. 刘小芳,魏伟波,谭璐. 青岛大学学报(自然科学版). 2018(01)
[3]利用核技巧和迭代量化的图像检索算法[J]. 杨源,查宇飞,覃兵,梁兵兵,杨丽薇,李运强. 西安电子科技大学学报. 2017(01)
[4]基于自适应特征选择的多尺度相关滤波跟踪[J]. 沈秋,严小乐,刘霖枫,孔繁锵,王丹丹. 光学学报. 2017(05)
[5]基于深度分层特征的激光视觉焊缝检测与跟踪系统研究[J]. 邹焱飚,周卫林,陈向志. 中国激光. 2017(04)
[6]基于自适应卷积特征的目标跟踪算法[J]. 蔡玉柱,杨德东,毛宁,杨福才. 光学学报. 2017(03)
[7]高清全自动录播系统的建设[J]. 李志刚. 南京广播电视大学学报. 2015(04)
[8]基于后验HOG特征的多姿态行人检测[J]. 刘威,段成伟,遇冰,柴丽颖,袁淮,赵宏. 电子学报. 2015(02)
[9]基于滑动窗的混合高斯模型运动目标检测方法[J]. 周建英,吴小培,张超,吕钊. 电子与信息学报. 2013(07)
[10]“智能录播系统”关键技术及发展趋势探析[J]. 吴建家,符水波. 中国教育信息化. 2010(12)
硕士论文
[1]课堂视频录播系统中运动目标检测与跟踪技术研究[D]. 赵以国.南京邮电大学 2015
[2]视频图像预处理技术研究与实现[D]. 胡静.南京理工大学 2014
本文编号：3701895
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/shengwushengchang/3701895.html
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