基于特征的运动目标视频检测与跟踪方法研究

发布时间:2018-08-25 18:21
【摘要】:在计算机视觉的不断发展中,视频运动目标检测与跟踪逐渐被人们所重视,逐渐成为其中重要研究方向之一。它涉及到线性代数,随机数学,图像处理,数理分析等多门学科的相关内容,无论是在军工,民用,商用方面,还是在安全防护,交通管理,智能识别等领域内,都得到了广泛的应用。已经初步实现了用计算机代替人眼,智能分析外界物体的运动,替人们对收集到的视频信息作出判断。本文介绍了研究视频运动目标检测与跟踪的课题的目的和意义以及该研究国内外主要的现状。在运动目标检测中介绍与分析了背景差分法、帧间差分法、光流法三种常用算法。为了更好地进行目标检测与识别,需先对视频图像进行去噪处理。对于当前常用的多种背景建模方法,本文进行横向与纵向的对比分析,找出尽可能优秀的算法,最终决定采用混合高斯背景建模方法完成目标检测。在运动目标跟踪方面,本文采用Meanshift算法进行跟踪。先建立目标模型,对目标的特征进行提取与分析,选取具有代表性的特征集,在接下来的每帧图像中,在以上一帧目标位置为中心,一定范围内的与该特征值相似的点,计算其Meanshift向量,向量指向的位置就是与特征最为相似的位置,从而通过特征位置判断目标所在区域。所以在Meanshift算法中,特征的提取与相似度判断尤为重要。针对传统meanshift算法中,对于高速或高变速运动的目标常发生跟踪失败的情况,以及固定的跟踪窗口大小不适合目标在视频中大小发生巨大改变的情况。本文采用了在算法中加入自适应调整,引入目标整体运动方向与速度的记录与预测,优化了传统meanshift算法对高速与高变速运动目标的跟踪的精确度。同时,对meanshift算法中核函数进行处理,通过更改核函数宽度的大小,来实时改变跟踪窗口的大小,使之更为适应目标在当前视频图像中的大小,提高了算法的精确度。
[Abstract]:With the development of computer vision, video moving target detection and tracking have been paid more and more attention and become one of the important research directions. It involves linear algebra, stochastic mathematics, image processing, mathematical analysis, and so on, whether in the military, civil, commercial, safety protection, traffic management, intelligent identification, and so on. Are widely used. It has been preliminarily realized to use computer instead of human eyes to intelligently analyze the motion of external objects and to judge the video information collected. The purpose and significance of the research on video moving target detection and tracking are introduced in this paper. This paper introduces and analyzes three common algorithms for moving target detection: background differential method, inter-frame differential method and optical flow method. In order to detect and recognize the target better, the video image should be de-noised first. For the current common background modeling methods, this paper makes a comparative analysis between horizontal and vertical, finds out the best algorithm, and finally decides to use mixed Gao Si background modeling method to complete target detection. In the aspect of moving target tracking, Meanshift algorithm is used to track. Firstly, the target model is established, the feature of the target is extracted and analyzed, and the representative feature set is selected. In each frame image, the target position of the previous frame is the center, and the point similar to the characteristic value is found in a certain range. The Meanshift vector is calculated, and the vector points to the position that is the most similar to the feature, so that the location of the target is judged by the feature position. So in Meanshift algorithm, feature extraction and similarity judgment are very important. In the traditional meanshift algorithm, the tracking failure often occurs for the high speed or high speed moving target, and the fixed tracking window size is not suitable for the large change of the target size in the video. In this paper, the adaptive adjustment is added to the algorithm, and the recording and prediction of the whole moving direction and velocity of the target are introduced. The accuracy of the traditional meanshift algorithm for tracking the high speed and high variable speed moving targets is optimized. At the same time, the kernel function in the meanshift algorithm is processed. By changing the width of the kernel function, the size of the tracking window can be changed in real time, which makes it more suitable for the size of the target in the current video image and improves the accuracy of the algorithm.
【学位授予单位】:中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所)
【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 曹雪花;;一种新的运动目标跟踪方法[J];科技信息;2010年34期

2 方英武;王轶;金伟;王辉;;基于多信息融合的运动目标跟踪方法[J];光电工程;2011年08期

3 尚晋霞;;运动目标跟踪研究[J];电脑编程技巧与维护;2013年12期

4 葛宝臻,张以谟,秦玉文,陈希明;自适应运动目标跟踪实验[J];光电工程;1998年05期

5 葛宝臻,秦玉文,张以谟,陈希明,王项南;自适应运动目标跟踪系统及其性能研究[J];天津大学学报;1998年05期

6 李志;谢强;;一种基于改进粒子滤波的运动目标跟踪[J];计算机科学;2014年02期

7 仝晓龙;窦腾飞;刘艳红;;运动目标跟踪技术综述[J];科技创新与应用;2014年18期

8 查宇飞;毕笃彦;;一种基于粒子滤波的自适应运动目标跟踪方法[J];电子与信息学报;2007年01期

9 吴乐;黄东军;;基于视频流的运动目标跟踪技术的研究[J];科技信息(学术研究);2008年03期

10 于勇;郭雷;;基于粒子滤波的红外运动目标跟踪[J];计算机应用;2008年06期

相关会议论文 前5条

1 查宇飞;张育;毕笃彦;;一种基于粒子滤波的自适应运动目标跟踪方法[A];第十二届全国图象图形学学术会议论文集[C];2005年

2 单颖;张菁;郭茂祖;;基于视频序列的运动目标跟踪方法[A];计算机技术与应用进展·2007——全国第18届计算机技术与应用(CACIS)学术会议论文集[C];2007年

3 王景中;刘凯;;基于图像灰度特征的运动目标跟踪实现[A];2011年全国通信安全学术会议论文集[C];2011年

4 龚伟;史元春;陈孝杰;;基于双摄像机的平面运动目标跟踪[A];第一届建立和谐人机环境联合学术会议(HHME2005)论文集[C];2005年

5 苏迎娅;赵清杰;郭伟;王博;;基于视觉显著性的突变运动目标跟踪[A];2013年中国智能自动化学术会议论文集(第三分册)[C];2013年

相关博士学位论文 前6条

1 仝小敏;航拍视频运动目标检测与跟踪方法研究[D];西北工业大学;2015年

2 程帅;复杂条件下运动目标跟踪方法的研究[D];长春理工大学;2016年

3 牛长锋;复杂背景下视频运动目标跟踪的研究[D];北京理工大学;2010年

4 文志强;基于均值偏移算法的运动目标跟踪技术的研究[D];中南大学;2008年

5 陈爱斌;基于视觉的运动目标跟踪方法研究[D];中南大学;2010年

6 王得军;视频中运动目标跟踪的关键算法研究[D];华中科技大学;2014年

相关硕士学位论文 前10条

1 吕恒利;基于SIFT与粒子滤波结合的运动目标跟踪方法研究[D];昆明理工大学;2015年

2 潘邈;多摄像机下运动目标跟踪关联的关键技术研究[D];电子科技大学;2015年

3 张林;多摄像机环境下的运动目标跟踪技术的研究与应用[D];电子科技大学;2014年

4 张雨田;双视场运动目标跟踪系统研究[D];华东师范大学;2015年

5 李超;快速运动目标跟踪测量技术研究[D];西安工业大学;2014年

6 李朝龙;基于视频图像序列的运动目标跟踪方法研究[D];电子科技大学;2014年

7 阎梅;眼镜蛇侦察攻击系统中运动目标跟踪方法研究[D];西安电子科技大学;2014年

8 翟明;基于特征匹配与卡尔曼预测的多目标跟踪算法研究[D];东北大学;2014年

9 高雅;视频监控中遮挡条件下多运动目标跟踪技术研究[D];东北大学;2014年

10 易晓倩;舰载多目视觉空中运动目标跟踪技术研究[D];哈尔滨工业大学;2016年



本文编号:2203718

资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/shoufeilunwen/xixikjs/2203718.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户d799f***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com