智能视频监控中运动目标检测与跟踪算法研究

发布时间：2017-04-12 18:16

  本文关键词：智能视频监控中运动目标检测与跟踪算法研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：智能视频监控技术是计算机视觉领域的重要应用,在政府、企业和家庭都具有广泛地应用,而运动目标检测与跟踪是智能视频监控领域的核心技术,近十几 年来,随着信息技术的快速发展,智能视频监控中运动目标检测与跟踪算法的研究,吸引了众多研究者的关注,成为热点研究问题。尽管人们已经提出了许多有效的视频目标检测与跟踪算法,但是在实际应用中运动目标检测与跟踪仍然面临许多困难,如背景变化、目标遮挡、阴影干扰等因素,都严重影响了检测与跟踪的效果,因此设计鲁棒的视频目标检测与跟踪算法仍然是一项具有挑战性的任务。 论文介绍了智能视频监控技术的发展历史和现状,给出了智能视频监控系统的结构架构,以及系统的关键技术和难点问题；研究了智能视频监控系统中图像处理技术,包括图像预处理、目标模型描述及数学形态学理论等。 针对智能视频监控系统的实际应用,论文主要开展视频图像中运动目标检测与跟踪技术的研究,并提出了有效的算法。 在运动目标检测方面,研究了目标检测的常用方法(如帧间差分法、背景差分法和光流法等),基于不同的技术实现途径,将背景差分分为三类,即直接计算法、图像建模法、组合法,并深入分析了各类算法的适用范围及优缺点。针对视频图像中的运动目标,提出了混合高斯模型和帧差法相结合的目标检测技术,该算法通过融入帧间差分将图像区域分为背景区域、背景显露区域和运动物体区域三类,然后根据不同区域采用不同的更新率更新背景模型,实现运动目标的检测。 在运动目标跟踪方面,分析了Mean Shift算法在目标跟踪方面的应用,并验证了Mean Shift算法的收敛性。针对Mean Shift算法易陷入局部最优及目标短暂遮挡时跟踪性能差的不足,提出了一种改进的基于Mean Shift的运动目标跟踪算法,并进行了仿真实验,实验结果表明：改进的Mean Shift在目标短暂遮挡时具有良好的跟踪性能。
【关键词】：智能视频监控 运动目标检测与跟踪 背景差分 Mean Shift算法
【学位授予单位】：国防科学技术大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：TP391.41
【目录】：

• 摘要9-10
• ABSTRACT10-12
• 第一章 绪论12-22
• 1.1 研究背景及意义12-15
• 1.1.1 智能视频监控12-14
• 1.1.2 智能视频监控系统的一般架构14
• 1.1.3 选题意义14-15
• 1.2 智能视频监控的研究现状及发展趋势15-20
• 1.2.1 国内外研究现状15-17
• 1.2.2 智能视频监控系统相关技术17-19
• 1.2.3 智能视频监控系统实现的技术难点19-20
• 1.3 本文的主要内容和组织结构20-22
• 第二章 相关预备知识22-27
• 2.1 图像灰度化处理22
• 2.2 图像噪声处理22-23
• 2.3 目标表示23-24
• 2.4 数学形态学24-26
• 2.5 本章小结26-27
• 第三章 运动目标检测算法研究27-39
• 3.1 运动目标检测的主要方法27-29
• 3.1.1 帧间差分法27
• 3.1.2 光流法27-28
• 3.1.3 背景差分法28-29
• 3.2 基于运动目标检测的背景差分算法分类研究29-33
• 3.2.1 直接计算法29-30
• 3.2.2 图像建模法30-32
• 3.2.3 组合法32-33
• 3.3 基于混合高斯模型的帧间差分法33-38
• 3.3.1 方法原理34-36
• 3.3.2 仿真结果36-38
• 3.4 本章小结38-39
• 第四章 运动目标跟踪算法研究39-57
• 4.1 运动目标跟踪综述39-41
• 4.1.1 基于区域的跟踪39-40
• 4.1.2 基于特征的跟踪40
• 4.1.3 基于动态轮廓的跟踪40
• 4.1.4 基于模型的跟踪40-41
• 4.2 Mean Shift算法及在目标跟踪中的应用41-49
• 4.2.1 基本Mean Shift41-42
• 4.2.2 扩展的Mean Shift42-43
• 4.2.3 Mean Shift算法及其步骤43-46
• 4.2.4 Mean Shift算法在目标跟踪方面的应用46-49
• 4.3 改进的Mean-Shift目标跟踪算法49-56
• 4.3.1 对Mean Shift算法的改进50-51
• 4.3.2 综合利用目标检测的Mean Shift算法51-53
• 4.3.3 仿真结果53-56
• 4.4 本章小结56-57
• 第五章 结论和展望57-61
• 5.1 本文完成的主要工作57-58
• 5.2 未来工作展望58-61
• 致谢61-62
• 参考文献62-68
• 作者在学期间取得的学术成果68

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1 陆心如;吴成柯;马军;;运动目标的形状识别[J];西安电子科技大学学报;1985年01期

2 王盛利,朱力;运动目标的变抽样率处理[J];现代雷达;1999年03期

3 杨耿,和卫星;运动目标图像识别与跟踪系统的研究[J];计算机测量与控制;2005年03期

4 冯德军;王雪松;肖顺平;王国玉;;基于单个宽带脉冲的空间目标测距和测速方法[J];信号处理;2006年01期

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7 柳宗浦;赵曙光;潘翔鹤;赵俊;;一种融合Kalman预测和Mean-shift搜索的视频运动目标跟踪新方法[J];光电子技术;2009年01期

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10 ;人、机随动跟踪测迹系统[J];船艇;1990年09期

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1 周兴龙;金季春;;技术动作视频序列中基于二次帧差算法的运动目标检测研究[A];第十一届全国运动生物力学学术交流大会论文汇编（摘要）[C];2006年

2 邱雪娜;刘士荣;刘斐;朱伟涛;杜方芳;;一种基于序贯检测机制的运动目标跟踪算法[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年

3 马朝华;;便携式地面监视雷达[A];四川省电子学会雷达与火控、电子线路与系统专业委员会学术交流会10周年优秀论文集[C];2006年

4 欧阳宁;刘钊;;基于ICA的运动目标轨迹生成方法[A];第十二届全国信号处理学术年会（CCSP-2005）论文集[C];2005年

5 金黎明;周晓光;苏志远;;一种基于帧间差分背景重建的动目标检测算法[A];2009年先进光学技术及其应用研讨会论文集（上册）[C];2009年

6 李国;张心珂;杨国庆;高庆吉;;一种自适应的运动目标实时跟踪算法[A];2006年首届ICT大会信息、知识、智能及其转换理论第一次高峰论坛会议论文集[C];2006年

7 陈励军;方世良;;浅海运动目标噪声信号倒谱瀑布图[A];2005年全国水声学学术会议论文集[C];2005年

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10 夏明耀;;时域积分方程法研究进展[A];2011年全国微波毫米波会议论文集（上册）[C];2011年

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1 张军;具有复杂系统特征的运动目标多模多尺度自适应估计与辨识 获2006年国家自然科学基金重点项目[N];科技日报;2007年

2 王林松、常洪波;多年停训课目打出全优[N];解放军报;2005年

3 殷智勇 林国利;别让子弹落在目标后面[N];中国国防报;2006年

4 周晓松 陈云 刘海青;磨砺“一剑封喉”硬功[N];中国国防报;2011年

5 南京军区某陆航团团长 司启富;为了中国陆航的荣誉[N];解放军报;2011年

6 陈超;日开发出用头发做成的医疗用针[N];科技日报;2008年

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9 何榉;AN－94：善打动中敌[N];中国国防报;2006年

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1 焦波;面向智能视频监控的运动目标检测与跟踪方法研究[D];国防科学技术大学;2009年

2 崔雨勇;智能交通监控中运动目标检测与跟踪算法研究[D];华中科技大学;2012年

3 袁国武;智能视频监控中的运动目标检测和跟踪算法研究[D];云南大学;2012年

4 刘少华;非重叠监控摄像机网络中运动目标检测与跟踪[D];国防科学技术大学;2009年

5 张惊雷;复杂天气条件下交通监控系统目标检测与跟踪技术研究[D];天津大学;2009年

6 卢岩;交通监控中的运动人体目标检测与跟踪[D];中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所）;2011年

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本文编号：301870