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《天津理工大学》 2011年
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智能视觉监控系统运动目标检测算法研究

周洁  
【摘要】:智能视觉监控是计算机智能化的一个重要的研究课题,广泛应用在安全监控、智能交通、军事制导、视觉导航、气象分析以及医疗诊断等众多领域。此外,监控系统与无线网络的结合拓宽了监控系统的应用范围,因此加强对监控系统的智能化、网络化和无线化研究具有极大的学术价值、社会价值和经济价值。视觉监控中,如何对场景中的运动目标进行跟踪与分类是人们普遍关注的问题,也是当今研究的热点,特别是在室外的复杂背景下,由于目标的尺度伸缩变化、光线变化、平移、旋转、遮挡和形变等情况时常存在,很难对目标进行准确跟踪与识别。 本文在研究多种常用跟踪和匹配算法的基础上寻求有效的解决方案,实现高精度、高鲁棒性、高实时性的运动目标跟踪与匹配算法。文中以人或车为检测对象,在摄像机固定的情况下,对视觉监控系统中复杂背景下的运动目标进行检测与跟踪,并对运动目标进行分类,达到智能化的目的。主要研究内容如下: 1、研究了图像预处理算法包括图像增强、图像平滑、图像锐化等,并对各算法进行分析,得出结论。 2、研究了帧间差分法、背景相减法和光流法,分析三种方法的优缺点。提出了“三帧差分和背景相减相结合算法”。该算法消除了帧间差分法带来的“重影”和“空洞”现象,能够较完整地提取出运动目标的轮廓。实验结果表明,此算法可以有效适应光线等环境变化,达到了快速准确地检测运动目标的目的。 3、研究了图像配准方法和图像匹配技术。提出了“SIFT匹配算法”,并与三帧差分和背景相减算法相结合识别人或车。实验结果表明,SIFT匹配算法能够在库模板与待识别目标相同的情况下,目标存在尺度伸缩变化、光线变化、平移、旋转和形变等情况下进行准确、鲁棒匹配;与三帧差分和背景相减算法相结合能够在库模板与待识别目标相似而不相同的情况下,目标存在上述情况时对目标进行分类,达到准确、快速匹配。 4、研究了Camshift(Continuously Adaptive Meanshift)连续自适应均值漂移算法和Kalman滤波算法。提出了“Camshift与Kalman相结合算法”。该算法在Kalman滤波框架内,结合颜色直方图和滤波预测对目标进行跟踪,来解决运动目标的伸缩和形变。实验结果表明,在目标颜色与背景颜色差异较大的情况下能够准确锁定目标,且轮廓标识大小基本保持不变。
【学位授予单位】:天津理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TP391.41

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【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 黄兴;基于DSP的视频测速系统研究[D];天津理工大学;2012年
2 李波;基于视频的云台镜头目标自动跟踪算法研究与实现[D];太原理工大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 孔晓东;智能视频监控技术研究[D];上海交通大学;2008年
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中国硕士学位论文全文数据库 前5条
1 胡嘉凯;智能视频监控系统中运动目标跟踪有关问题研究及其DSP实现[D];合肥工业大学;2006年
2 刘冬冬;基于双目视觉和CamShift算法的目标检测与跟踪[D];山东大学;2006年
3 张强;图像匹配算法研究[D];西安电子科技大学;2006年
4 金星;运动目标检测和跟踪及其在视频监控系统中的应用[D];浙江大学;2010年
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张洪;黄海;;一种基于网络的银行视频监控系统的研究与设计[J];安防科技;2007年07期
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5 何海燕;施培蓓;;基于改进AdaBoost算法的行人检测方法[J];安庆师范学院学报(自然科学版);2009年03期
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8 苏中;夏艳;吴细宝;;基于激光双目视觉系统的直径测量[J];半导体光电;2008年01期
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 刘善磊;张亮;;基于相位相关和SURF算法的关键帧实时匹配研究[A];江苏省测绘学会2011年学术年会论文集[C];2011年
2 隋树林;孙立宏;姚文龙;袁健;;融合改进UKF/SIFT信息的自主光学导航方法[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
3 汪力;叶桦;夏良正;;利用特征点定位嘴巴[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
4 ;Loop-closing By Using SIFT Features for Mobile Robots[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
5 黄进;胡英;马孜;汪洋;;弧形扫描系统关键技术研究[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
6 周凯;范瑞霞;李位星;;一种基于SIFT的MeanShift-粒子滤波融合跟踪算法[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
7 ;Rapid Target Recognition and Tracking under Large Scale Variation Using Semi-Naive Bayesian[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
8 ;A High-level Image Sequence Fusion Algorithm for Human Detection[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
9 邹丽晖;陈杰;张娟;窦丽华;;一种基于时空域流形的视频序列图像拼接算法[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
10 ;Machine Vision Based Flotation Froth Mobility Analysis[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王玉全;基于全景视觉的移动机器人同时定位与地图创建方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 梁洪;基于内容的医学图像检索及语义建模关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 任桢;图像分类任务的关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 孔凡芝;引线键合视觉检测关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
5 王作为;具有认知能力的智能机器人行为学习方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
6 王文标;基于视觉测量的快速再制造成形系统关键技术研究[D];大连海事大学;2010年
7 肖洁;视觉注意模型及其在目标感知中的应用研究[D];华中科技大学;2010年
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9 田文;多视图图像的快速三维场景重建[D];华中科技大学;2010年
10 涂虬;智能视觉监视中目标检测与跟踪算法研究[D];华中科技大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 宋抗;压缩机活塞圆度误差数字检测系统研究[D];河南理工大学;2010年
2 饶吉来;基于图像处理的型面联接件检测技术研究[D];河南理工大学;2010年
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5 孙静;基于双目立体视觉的多相机三维重建技术实现[D];山东科技大学;2010年
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7 雒燕飞;地质灾害应急地理信息数据库设计及其应用[D];山东科技大学;2010年
8 唐红梅;基于辐射与空间信息的遥感图像检索[D];山东科技大学;2010年
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10 贾伟洁;SAR影像与光学影像配准研究[D];山东科技大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 何远航;魏文;张庆明;;反射式激光测速系统[J];北京理工大学学报;2007年11期
2 潘亚男;白帆;;一种改进的运动目标检测方法[J];电脑知识与技术;2009年28期
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4 方天凤;戎海靖;韩宁;;漫谈雷达测速仪[J];中国计量;2008年11期
5 黄英杰;卢湖川;;一种改进的运动目标检测和阴影消除算法[J];计算机工程;2008年06期
6 李秋林;何家峰;;基于三帧差法和交叉熵阈值法的车辆检测[J];计算机工程;2011年04期
7 孙凤梅;胡占义;;平面单应矩阵对摄像机内参数约束的一些性质[J];计算机辅助设计与图形学学报;2007年05期
8 钱永青;谢勤岚;;结合Camshift和Kalman预测的运动目标跟踪[J];计算机工程与科学;2010年08期
9 吴福朝,胡占义;摄像机自标定的线性理论与算法[J];计算机学报;2001年11期
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李阳;智能监控系统中运动目标检测与跟踪算法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 叶晓丽;报警监控系统及其智能化研究[D];辽宁师范大学;2010年
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5 王帅;一种基于MeanShift的目标跟踪算法的研究[D];山东大学;2011年
6 李魁;基于特征跟踪的视频运动捕获技术研究[D];浙江大学;2004年
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9 智涵;杂波环境下雷测弹道数据处理算法研究[D];国防科学技术大学;2006年
10 穆菁清;一体化球型摄像机控制系统的设计及实现[D];南京理工大学;2007年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 何峻峰;运动检测技术在数字化监控中的实现和应用[J];中国安防产品信息;2004年04期
2 王岩松,阮秋琦;一种基于互相关的图像定位匹配算法研究及应用[J];北方交通大学学报;2002年02期
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5 张剑清;数字摄影测量[J];城市勘测;1996年03期
6 董华军;廖敏夫;邹积岩;邱红辉;周正阳;;真空开关电弧图像采集及其处理过程[J];电工技术学报;2007年08期
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8 王玲,宋国乡;多小波的预处理及其在图像压缩中的应用[J];电子学报;2001年10期
9 魏志强;纪筱鹏;冯业伟;;基于自适应背景图像更新的运动目标检测方法[J];电子学报;2005年12期
10 淦文燕;李德毅;王建民;;一种基于数据场的层次聚类方法[J];电子学报;2006年02期
中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 郑江滨;视频监视方法研究[D];西北工业大学;2002年
2 金城;二维图像特征研究[D];浙江大学;2006年
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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
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 魏星;智能视频监控系统中运动目标检测与跟踪技术的研究及其DSP实现[D];合肥工业大学;2005年
2 纪运红;智能视觉监控系统若干关键技术研究与实现[D];辽宁科技大学;2007年
3 楚勇;变背景的运动目标检测系统[D];西安理工大学;2007年
4 陈潇;基于特征的视频跟踪算法研究[D];西安电子科技大学;2008年
5 董晓庆;运动检测算法研究及其在智能监控中的应用[D];广东工业大学;2008年
6 唐应成;复杂场景下的视频对象跟踪技术研究[D];扬州大学;2008年
7 明新勇;基于均值漂移和粒子滤波的目标跟踪算法研究[D];南京理工大学;2008年
8 杨伟;基于色斑模型的运动目标跟踪研究[D];中南大学;2008年
9 李江春;运动目标检测与跟踪算法的研究与实现[D];吉林大学;2009年
10 郑金荣;视频监控系统中运动目标跟踪算法的研究[D];江南大学;2009年
【相似文献】
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1 王鲲鹏;张小虎;李立春;于起峰;;一种基于正负差图像的运动目标检测新方法[J];应用光学;2007年05期
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3 周磊;;基于VC++6.0的自动报警系统的设计[J];盐城工学院学报(自然科学版);2005年04期
4 张青苗;李鹏;赵勇;何宝富;孙彧;;一种基于OpenCV实现的运动目标检测算法的研究[J];舰船电子工程;2010年07期
5 陆建明;陈景波;;交通监控系统中运动目标的检测与跟踪[J];电脑知识与技术(学术交流);2006年35期
6 夏伟才;曾致远;;一种基于卡尔曼滤波的背景更新算法[J];计算机技术与发展;2007年10期
7 李惠松;王小铭;张玉霞;;一种基于帧间差分与时空相关性分析的运动目标检测算法[J];计算机与数字工程;2007年12期
8 王欣;殷肖川;;基于背景重构的运动目标检测方法[J];微计算机信息;2008年10期
9 祝向英;张爱丽;;基于单目视觉的运动人体检测算法[J];硅谷;2008年10期
10 韩雪峰;刘建辉;;野外监控场景运动目标地平线检测法[J];辽宁工程技术大学学报(自然科学版);2008年S1期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 赵健;陈斌;曾首义;;基于图像的弹道实验中运动目标检测定位方法[A];第19届全国结构工程学术会议论文集(第Ⅲ册)[C];2010年
2 宋跃;石伟;;基于Nios-Ⅱ的运动目标检测的二值图像处理[A];教育部中南地区高等学校电子电气基础课教学研究会第二十届学术年会会议论文集(下册)[C];2010年
3 高飞;蒋建国;安红新;齐美彬;;一种快速运动目标检测算法[A];全国第22届计算机技术与应用学术会议(CACIS·2011)暨全国第3届安全关键技术与应用(SCA·2011)学术会议论文摘要集[C];2011年
4 肖本贤;陆诚;陈昊;余炎峰;陈荣保;;基于帧间差分法和不变矩特征的运动目标检测与识别[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
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6 熊卫华;向磊;李俊峰;赵新龙;;背景减除与帧间差分相结合的运动目标检测方法[A];中国自动化学会控制理论专业委员会A卷[C];2011年
7 王蓓蓓;李玉良;胡浩;;基于Matlab的煤矿井下运动目标检测的研究[A];煤矿机电一体化新技术2011学术年会论文集[C];2011年
8 韩颖婕;张海;李琳怡;;基于混合高斯背景建模的阴影抑制算法[A];第十四届全国图象图形学学术会议论文集[C];2008年
9 徐瑞;王睿;李怡;崔玉柱;;动态场景下基于Bayesian分类光流法的运动目标检测[A];中国仪器仪表学会第十三届青年学术会议论文集[C];2011年
10 王强;刘建丽;;基于OpenCV的运动目标检测算法的实现[A];逻辑学及其应用研究——第四届全国逻辑系统、智能科学与信息科学学术会议论文集[C];2008年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 本报记者 章彤;智慧城市越走越近[N];江苏科技报;2011年
2 东南大学计算机科学与工程学院 万维网科学研究所 胡伟瞿裕忠;本体匹配:搭桥异构本体[N];计算机世界;2007年
3 田捷 陈新建 杨鑫;指纹识别算法仍有优化空间[N];计算机世界;2006年
4 记者 李大庆;我在国际计算机视觉算法竞赛中摘金[N];科技日报;2011年
5 义川;Web 3.0更有前途?[N];网络世界;2006年
6 左琦;浅谈指纹识别技术[N];新乡日报;2005年
7 田江;爱国者开创桌面存储时代[N];中国电脑教育报;2006年
8 王洁;中国雅虎推出“一页到位”搜索平台[N];科技日报;2007年
9 义川;Google沉浮[N];网络世界;2006年
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 孙志海;视频运动目标检测及减法聚类定位技术研究[D];浙江大学;2009年
2 蔚婧;合成孔径雷达地面运动目标检测若干关键技术研究[D];西安电子科技大学;2009年
3 文珺;混合基线构型阵列的地面运动目标检测与定位方法研究[D];西安电子科技大学;2011年
4 孙浩;运动成像平台近景视频运动目标检测技术研究[D];国防科学技术大学;2011年
5 周宁;复杂图像序列中微弱运动目标检测技术研究[D];电子科技大学;2009年
6 潘翔;运动目标检测[D];浙江大学;2003年
7 胡硕;基于小波理论的目标检测与快速目标跟踪算法研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2006年
8 项学智;基于彩色的微分光流估计及运动目标检测技术研究[D];哈尔滨工程大学;2008年
9 梁华;多摄像机视频监控中运动目标检测与跟踪[D];国防科学技术大学;2009年
10 郑江滨;视频监视方法研究[D];西北工业大学;2002年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 魏玉强;运动目标检测与跟踪算法研究[D];燕山大学;2010年
2 胡斌;基于FPGA的运动目标检测系统设计与研究[D];华南理工大学;2010年
3 李杰;视频序列中运动目标检测跟踪算法研究[D];西南交通大学;2010年
4 尤育赛;关于数字图像处理在运动目标检测和医学检验中若干应用的研究[D];浙江大学;2005年
5 刘永浩;图像变化检测方法研究[D];华中科技大学;2004年
6 张蔚;复杂背景下红外序列图像中运动目标检测与分析方法的研究[D];华中科技大学;2004年
7 陈锡;视频监控中运动目标检测跟踪技术[D];大连理工大学;2010年
8 孙向聚;基于Kirsch算子和光流法的运动目标检测[D];兰州大学;2011年
9 周洁;智能视觉监控系统运动目标检测算法研究[D];天津理工大学;2011年
10 邵叶秦;基于序列图像的人头定位[D];南京理工大学;2004年
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