基于视频监控的运动目标检测和跟踪技术的研究

【摘要】随着我国城镇化建设步伐不断的加快,城镇安全管理成为不可忽视的问题,智能视频监控系统被越来越广泛地应用于城市安全管理,规模也不断扩大。作为“软件”的核心技术之一,视频图像中运动目标的检测与跟踪技术也格外受到关注,如何在实践中进一步提高运动目标检测与跟踪的稳定性和准确性成为国内外大批专家和学者研究的重点。本论文对视频中运动目标的检测与跟踪技术中所涉及到的主要算法进行分析,结合单摄像机静止拍摄的特点提出改进,并通过实验仿真验证改进算法的可行性。首先,为了提高运动目标检测和跟踪的效率和效果,本文描述了图像处理的相关方法,重点分析了图像间彩色空间的相互转换、降噪、图像增强和数学形态学处理。其中图像的彩色空间转换和降噪等用于图像的预处理操作,而数学形态学操作用于运动目标检测与跟踪的后处理。其次,本文对当前流行的运动目标检测方法进行总结和比较,重点分析帧间差分中三帧非对称差分和背景差分中基于混合高斯模型背景差分。对于单摄像机静止拍摄的视频图像,图像背景往往比较固定,但是多少会受到光照变化的影响。为了提高检测与跟踪算法对光照变化的鲁棒性,本文提出了融合非对称帧间差分和基于混合高斯模型背景差分的运动目标检测方法。同时为了消除阴影对检测和跟踪的干扰,本文提出一种融合HSV彩色空间和垂直投影直方图的阴影消除方法,以达到即使在光照突变的情况下也能准确高效检测出运动目标的目的。最后,本文在深入分析目前常用的目标跟踪方法之后,提出自己的跟踪方法。该方法融合MeanShift算法和Kalman滤波,利用目标区域的颜色特征和统计特征进行智能融合作为匹配依据,判断运动目标在下一帧的区域,以实现跟踪。同时,本文还介绍了算法的软件设计与实现,并通过不同的视频进行验证分析。
【作者】张涛；
【导师】王效灵；
【作者基本信息】浙江工商大学，电子与通信工程（专业学位），2014，硕士
【关键词】运动目标检测与跟踪；光照变化；阴影消除；HSV彩色空间；垂直投影直方图；

【参考文献】
[1]孙建.中空磁性介孔纳米催化剂的制备及其在有机化学反应中的应用[D].兰州大学,化学工艺,2013,硕士.
[2]马万强.基于RFID技术的高校电子阅览室计费系统的设计与实现[D].山东大学,软件工程（专业学位）,2013,硕士.
[3]冯刚.基于相交特征的工艺规划技术研究[D].沈阳理工大学,机械电子工程,2013,硕士.
[4]姚俊峰.富水区山岭隧道衬砌水压力及结构受力特性的分析研究[D].西南交通大学,桥梁与隧道工程,2014,硕士.
[5]李美娘（LeeMiRang）.中国游客赴韩国医疗旅游消费行为的实证研究[D].山东大学,企业管理,2013,硕士.
[6]王婉.我国保险法不可抗辩条款的适用[D].大连海事大学,法律,2014,硕士.
[7]高诚.电解铝生产低碳排放计量模型研究[D].北方工业大学,会计学,2013,硕士.
[8]孙淑芬.石油管道企业现场领导行为评价研究[D].河北工业大学,技术经济及管理,2004,硕士.
[9]李平平.L-岩藻糖及其衍生物的合成与优化[D].湖南师范大学,有机化学,2014,硕士.
[10]张一雪.教师工作特性、知觉时间控制以及工作家庭冲突的关系研究[D].河北师范大学,心理健康教育,2013,硕士.
[11]马志红.唐宋传奇艺术特征比较研究[D].黑龙江大学,中国古代文学,2013,硕士.
[12]张梦杨.基于滑模的列车运行速度跟踪控制研究[D].北京交通大学,2015.
[13]张笑贤.当代展示设计及其交互界面生成[D].武汉纺织大学,艺术设计,2014,硕士.
[14]尹一芝.德意电器专卖店渠道战略与运营模式构建[D].浙江工业大学,2013.
[15]侯永苹.上市公司财务战略研究[D].云南财经大学,会计学,2013,硕士.
[16]凌娟亚.高校政府集中采购绩效评价研究[D].浙江工业大学,项目管理,2012,硕士.
[17]罗伟玲.基于H.264的视频水印的研究与应用[D].西安电子科技大学,计算机系统结构,2011,硕士.
[18]薛洋.微米光纤锥传感器的研究[D].吉林大学,微电子学与固体电子学,2014,硕士.
[19]林信敏.江西省新农村建设中农村现代物流发展浅析[D].南昌大学,公共管理（专业学位）,2012,硕士.
[20]王朋.复合Fe_xO_y/C锂离子电池负极材料的制备及其结构和电化学性能研究[D].浙江大学,材料学,2013,硕士.
[21]章鹏.供应链网络化的控制模式研究[D].宁波大学,工商管理（专业学位）,2014,硕士.
[22]魏含玉.李代数上符号计算及其在可积系统中应用[D].上海大学,应用数学,2014,博士.
[23]潘芳芳.论知识产权法与反不正当竞争法的关系[D].苏州大学,民商法学,2014,硕士.
[24]李琼.数据仓库与数据挖掘在水利信息化中的应用[D].东北财经大学,2005.
[25]张磊.当代中国食品安全问题的伦理救援[D].西南政法大学,伦理学,2012,硕士.
[26]杨慧.LAMP和纳米金辅助PCR技术用于主要病原真菌的快速检测[D].吉林大学,病原生物学,2013,硕士.
[27]李臻,杨启,宗贤骅,刘建峰.巨型船舶大风浪中系泊模型试验研究[J].船舶工程.2003(06)
[28]李向军,孟志青.时态空间中时态序列模式的数据挖掘(英文)[J].微电子学与计算机,2005,09:35-39.
[29]朱琳艳.细胞骨架蛋白MICAL-L2和ACTN4在上皮性卵巢癌中的表达及其功能研究[D].苏州大学,妇产科学,2014,硕士.
[30]吴开兵.略论国家审计中远程审计模式[J].中国审计,2003,21:71-73.
[31]宋莹.基于SSH高校学生档案信息管理系统设计与实现[D].吉林大学,软件工程,2014,硕士.
[32]周媛.内蒙古民间行业协会发展现状及问题建议[D].内蒙古大学,公共管理,2013,硕士.
[33]徐得甲.社会责任视角下的燃气服务评价策略研究[D].首都经济贸易大学,企业管理,2014,硕士.
[34]蒋玉龙.Pb～（2+）（La～（3+），Ag）-TiO_2光催化材料的湿化学法制备及性能研究[D].浙江大学,材料学,2004,硕士.
[35]王道平,潘静,郝玫.基于数据挖掘的物流信息系统研究与设计[J].价值工程,2004,03:117-119.
[36]安光.高校毕业生自主创业问题研究[D].江西农业大学,教育经济与管理,2012,硕士.
[37]王海华.面向大规模定制的供应链管理研究和应用[D].南京理工大学,2005.
[38]梁改革.模块化多电平变换器低频运行控制方法研究[D].中国矿业大学,电力电子与电力传动,2014,硕士.
[39]杨宗旭.基于达芬奇平台的机械臂视觉伺服系统设计[D].哈尔滨工业大学,控制工程,2014,硕士.
[40]崔一楠.中文字体知识产权保护研究[D].黑龙江大学,民商法学,2013,硕士.
[41]卢泽勇,蒋外文,张肖霞.数据挖掘在证券经纪人管理系统中的应用[J].企业技术开发,2003,17:22-25.
[42]鲍瑜.KMV模型的信用风险度量研究[D].兰州大学,金融学,2013,硕士.
[43]金忠华,李玉顺,张宗悦,杨素芳,陈祥林.激光在混合微电路外壳封焊中的应用[J].激光杂志.1984(03)
[44]梁海荣.上海市延安中学生命科学专题研究性学习的研究[D].华东师范大学,生物课程与教学论,2013,硕士.
[45]宋文波.在线考试系统设计与实现[D].电子科技大学,软件工程（专业学位）,2012,硕士.
[46]陈奇.CuAlO_2靶材与薄膜的制备及性能研究[D].浙江大学,材料工程,2013,硕士.
[47]彭勇,范亮平,周建华,杨天舒.集料分布状态及其与沥青混合料性能研究进展[J].中外公路,2014,04:298-305.
[48]聂华丽,张元明,吴楠,张静,张丙昌.生物结皮对5种不同形态的荒漠植物种子萌发的影响[J].植物生态学报,2009,01:161-170.
[49]白琳琳.运动目标视频监测方法的研究[D].西安科技大学,控制工程,2014,硕士.
[50]尹景旺.终极关切意义上的逻辑研究[D].西南师范大学,逻辑学,2004,硕士.