固定区域夜雾天彩色视频监控关键技术研究

发布时间：2017-03-22 11:10

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【摘要】：天然气设施及公安、交通领域、核设施的安全防范问题是保障社会安全的重要问题之一,上述设施及领域目前在夜雾天大多采用单一波段的视频监控技术,无法满足在夜雾天况下对受监控区域进行全天候清晰准确的彩色视频成像要求。多波段成像技术是指采用不同波段的传感器,对同一场景进行成像,通过一系列图像处理相关算法,最终得到一幅信息量更大、更适合于人眼观察的图像。具有受大气能见度以及光照条件的影响小、适合于复杂天气状况等优点。因此,本系统采用多波段成像技术实现全天候的彩色视频构建。本文根据项目要求和受监控区域的特点,采用多波段成像的思想,充分利用各个波段的优势,配合上运动目标检测技术以及数字图像融合技术,设计并完成了一套针对固定区域在夜雾天况下的彩色视频监控系统。自行开发并完成了一套软件系统,其中包括图像处理算法的编写和优化以及实时采集、处理、显示的软件框架。系统采用了可见光摄像机和红外热像仪两种波段的传感器对受监控区域进行成像,在天气状况良好的白天采用可见光成像系统对受监控区域进行监控并构建可见光背景图像。当大气能见度较低或者光照度不够时,启用红外摄像机,通过混合高斯模型与对称差分结合的方法对红外视频序列进行背景模型的建立与更新,进而根据差分法来提取出红外视频序列中的运动目标。然后,依据系统初始化标定参数将其融合在可见光背景图像中。最终实时输出彩色视频序列。充分的体现出夜雾天况下运动目标以及彩色背景图像的信息,满足人眼的视觉需求,起到为应急事件提供辅助决策的作用。分别通过在多种不同环境、天况下进行实验,其效果证明该系统的技术方案是可行的。系统完成了多波段图像的实时采集、处理、传输并显示,达到了在夜雾天况下对受监控区域实时的彩色视频监控效果,能够满足项目的基本要求。
【关键词】：多波段成像 夜雾天彩色视频监控 红外运动目标检测 可见光图像与红外图像配准
【学位授予单位】：大连海事大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP391.41;TN948.6
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 绪论10-18
• 1.1 研究背景10
• 1.2 视频监控技术的国内外研究现状10-15
• 1.2.1 单波段成像技术的研究现状11-13
• 1.2.2 多波段成像技术的研究现状13-15
• 1.2.3 运动目标检测技术的研究现状15
• 1.3 本文研究的主要内容15-18
• 第2章 固定区域夜雾天彩色视频监控系统18-36
• 2.1 系统原理18-19
• 2.2 系统组成19-22
• 2.2.1 成像设备19-21
• 2.2.2 图像采集与处理平台21-22
• 2.3 系统的软件结构22-35
• 2.3.1 整体软件结构设计23-24
• 2.3.2 系统图像处理流程说明24-26
• 2.3.3 可见光背景图像的构建26
• 2.3.4 图像预处理26-35
• 2.4 小结35-36
• 第3章 基于红外视频序列的运动目标检测36-55
• 3.1 引言36-37
• 3.2 红外运动目标检测方法37-41
• 3.2.1 帧差法37-38
• 3.2.2 背景差分法38-41
• 3.2.3 本文的方法41
• 3.3 背景构建模型41-48
• 3.3.1 多帧图像平均法42
• 3.3.2 统计直方图法42-44
• 3.3.3 混合高斯模型44-47
• 3.3.4 本文的方法47-48
• 3.4 阈值选取方法48-50
• 3.5 实验结果分析50-55
• 第4章 红外图像与可见光图像的配准研究55-73
• 4.1 引言55
• 4.2 图像配准概述55-64
• 4.2.1 图像配准的定义56
• 4.2.2 几种常用的图像变换模型56-58
• 4.2.3 配准方法分类58-64
• 4.3 基于SIFT图像配准技术的研究64-70
• 4.3.1 SIFT算子特征提取与匹配64-66
• 4.3.2 改进的SIFT算法的匹配66-68
• 4.3.3 效果对比分析68-70
• 4.4 本文所采用的配准方法70-73
• 第5章 系统测试及现场效果73-80
• 5.1 调试方案73-75
• 5.2 系统效果75-80
• 5.2.1 实验效果75-77
• 5.2.2 现场效果77-80
• 结论80-81
• 参考文献81-85
• 致谢85-86
• 作者简介86

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1 金文,宋淮林;彩色视频拷贝的实现[J];计算机应用;1992年02期

2 金文,宋淮林;彩色视频硬拷贝的实现[J];微电子学与计算机;1992年07期

3 宋淮林;彩色视频拷贝技术[J];微电子学与计算机;1994年04期

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本文编号：261387