基于教室录播系统的目标跟踪技术研究

发布时间：2017-04-28 02:05

  本文关键词：基于教室录播系统的目标跟踪技术研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着现代社会经济的快速发展,基于视频内容分析的视频监控等自动化系统在安防、教育、人工智能等各个产业领域都发挥着越来越重要的作用。录播系统作为传统教育行业的辅助教学系统,在课堂录播应用的方向上,扮演越来越重要的角色。但是传统的录播系统仍然停留在人工干预控制的阶段。作为智能视频分析中一个非常重要的方向,视觉目标检测和跟踪也得到了迅速的发展。在目标检测和跟踪算法的辅助下,传统的录播系统能够借助多摄像头下的视觉目标检测的联合事件分析,完成自动化课堂录播控制的任务,为教师教学提供了智能和便利的录播服务。本文在总结分析了现有行人目标检测算法的基础上,针对录播系统的学生检测模块,实现了一种结合帧间差和背景建模的多相机学生检测方法。而针对教师检测的算法部分,则提出了一种基于边缘分级的CENTRIST行人检测方法。并结合录播系统的学生定位和教师定位模块的需求,将算法应用到实际系统中。针对静态背景下的学生检测模块,考虑静态背景检测中光流法的算法复杂性,帧间差分法的不稳定性,和背景差法的低鲁棒性等缺点,实现了一种多相机环境下的结合帧差的背景建模算法,采用了图像腐蚀膨胀技术去除实际环境的图像噪点,并加入了动态背景更新,在保持帧差算法的算法效率的基础上,让背景建模算法自适应更新背景模型。针对动态背景下的教师检测模块,本文深入总结目标检测中各类行人特征描述算子,对HOG、CENTRIST等边缘轮廓特征进行了深入的学习和性能对比。针对CENTRIST检测算子抗噪能力的不足,提出了一种结合边缘分级的行人检测方法。该方法更加深入地刻画了轮廓信息在行人检测中的重要作用。利用边缘分级提取目标主要外部轮廓,并且去除了背景环境和目标内部不必要的局部纹理,提升了SVM分类器分类性能和背景鲁棒性。该算法还结合录播系统的实际应用场景,提出了结合运动区域的行人检测算法,很好地弥补了算法的漏检和误检情况。最后结合课堂录播系统的实际应用需求,研究基于TMS320DM8168嵌入式平台和Linux服务器平台的系统设计、软硬件架构。并将学生检测算法和教师检测算法应用到实际嵌入式平台中进行验证和优化,建立多核心卡协同合作、Linux服务器为逻辑控制核心的客户机-主机工作模式,实现了课程录播系统功能自动化的需求。
【关键词】：录播系统 行人目标检测 背景差法 CENTRIT特征 边缘分级
【学位授予单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP391.41
【目录】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 绪论9-15
• 1.1 选题背景和意义9-11
• 1.1.1 视频监控和目标检测的背景和意义9-10
• 1.1.2 基于课堂录播系统智能视频的背景和意义10-11
• 1.2 研究内容11-12
• 1.3 章节安排12-15
• 第二章 基于室内课程录播系统的目标检测跟踪算法综述15-25
• 2.1 室内课程录播系统结构概述15-16
• 2.2 基于静态背景的目标检测算法16-20
• 2.2.1 背景差法17-18
• 2.2.2 帧间差分法18
• 2.2.3 光流法18-19
• 2.2.4 静态背景算法比较19-20
• 2.3 基于动态背景的目标检测算法20-23
• 2.3.1 基于全局运动补偿的目标检测20
• 2.3.2 基于特征点匹配的参数估计20-22
• 2.3.3 基于统计学习的目标检测22-23
• 2.4 本章小结23-25
• 第三章 基于室内课程录播系统的目标检测跟踪算法研究25-51
• 3.1 引言25-26
• 3.2 基于背景建模的学生检测算法26-30
• 3.2.1 帧差背景建模算法框架26-27
• 3.2.2 图像腐蚀膨胀技术的应用27-29
• 3.2.3 运动区域扫描29-30
• 3.3 基于CENTRIST特征的教师检测算法30-41
• 3.3.1 基于局部纹理的CENTRIST[44]特征提取31-34
• 3.3.2 离线SVM[36]分类器训练与检测34-39
• 3.3.3 实验结果与分析39-41
• 3.4 结合边缘分级的目标检测算法41-50
• 3.4.1 多尺度边缘分级技术41-44
• 3.4.2 结合边缘分级技术的CENTRIST检测算法44-46
• 3.4.3 实验结果与分析46-50
• 3.5 本章小结50-51
• 第四章 室内课程录播系统设计与实现51-67
• 4.1 引言51-52
• 4.1.1 系统背景51
• 4.1.2 技术指标51-52
• 4.2 系统设计与实现52-53
• 4.2.1 系统平台选择52-53
• 4.2.2 系统硬件结构53
• 4.3 录播系统模块结构53-60
• 4.3.1 核心卡功能模块54-57
• 4.3.2 主机功能模块57-60
• 4.4 结合运动区域的目标检测算法60-62
• 4.4.1 结合运动区域的检测算法框架60-61
• 4.4.2 实际场景效果61-62
• 4.5 基于嵌入式平台的算法优化62-64
• 4.5.1 基于DSP的算法移植62-63
• 4.5.2 教师检测算法优化63-64
• 4.6 录播系统场景演示64-66
• 4.7 本章小结66-67
• 第五章 总结与展望67-69
• 5.1 总结67-68
• 5.2 展望68-69
• 参考文献69-73
• 致谢73-75
• 攻读硕士学位期间已发表或录用的论文75-77

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前3条

1 宋建功;张冀中;;课程录播系统的研究与应用[J];现代教育技术;2010年08期

2 康晓晶;吴谨;;基于高斯背景建模的目标检测技术[J];液晶与显示;2010年03期

3 邓文新;;录播系统在精品课程教学录像制作中的应用研究[J];中国电化教育;2008年05期

  本文关键词：基于教室录播系统的目标跟踪技术研究，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：331883