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《华南理工大学》 2013年
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复杂交通场景中基于视频的行人检测与跟踪若干关键问题研究

张阳  
【摘要】:基于视频的行人检测、跟踪与计数研究是计算机视觉领域的一个热点研究方向,该研究在交通安全、实时客流统计、智能监控等领域都有着广泛的应用前景。然而,由于检测环境中光照条件的差异性,行人与非行人样本在数量上的非均衡问题,以及遮挡和干扰等其他因素的影响,该研究仍面临着许多困难,检测精度及检测方法的稳定性都有待进一步提高。 本论文研究行人检测与跟踪中的若干关键问题,主要包括:有效的行人特征提取算法;同时考虑样本非均衡性和弱分类器多样性的分类算法;分类算法中关键参数取值动态寻优方法;高效的分类器搭建结构实现;基于颜色、纹理及空间信息的快速行人跟踪方法;多行人跟踪数据关联方法以及基于行人检测与多行人跟踪的行人计数方法。具体工作如下: 1.提出一种双层差异特征提取算法。该特征的上层子特征由改进的ABH行人特征构成,ABH特征通过引入局部二元模式的思想对二值化后的Haar特征加以组合,在保持特征实时性高的同时,有效的增强特征的光照不变性,用于对行人目标进行快速检测定位;然后,利用Edgelet特征作为下层子特征验证ABH特征所提取行人的有效性,降低虚警和遮挡对检测的影响。 2.提出一种基于CS-SVM的非均衡Gentle AdaBoost分类算法(DGACS分类算法)。该算法首先引入代价敏感的SVM (CS-SVM)分类算法搭建弱分类器,并利用非均衡Gentle Adaboost算法规则将弱分类器组合为强分类器,使其有利于解决正负样本数量不均等的行人分类问题;然后,通过动态调整CS-SVM的核函数参数取值来实现弱分类器多样化的目的,并制定相应规则剔除相似度高的弱分类器,增强弱分类器之间的差异性,从而进一步提高算法的分类性能。 3.由于代价敏感值的选取对DGACS分类算法的性能影响较大,提出一种动态代价敏感参数寻优方法来选取适宜的代价敏感值。该方法利用本文提出的一种新的优化算法——基于T变异的混沌粒子群算法,以正负样本正确分类的最佳折中作为寻优原则,在代价敏感权重值的取值区域内动态寻找全局最优解。 4.建立一种基于分级树状结构的组合分类器搭建方式,采用“由粗到精”的检测思想来逐级检测行人。其中,粗级组合分类器采用完全二叉树结构组合分类器,用来迅速排除大量简单易分类的负样本,筛选出正样本和疑似正样本的负样本作为候选对象;精级组合分类器采用一个串联树结构,用来对筛选后的候选对象进一步的精确分类。 5.提出一种基于融合颜色、纹理及对应子空间信息的快速粒子滤波行人跟踪算法。首先,提取目标行人的空间信息并细化成头部、上身、腿部三个局部子区域;其次,利用改进的纹理及颜色信息提取算法提取对应目标子区域中的联合纹理、颜色信息;最后,通过基于空间划分的颜色纹理相似度指标来判断跟踪目标的位置,实现准确跟踪。考虑到多线索信息融合算法所需粒子数目较大、计算效率低的问题,提出使用波面扫描的积分直方图计算方法来提高运算速度。 6.对基于k-best MHT算法的多行人数据关联算法进行改进,通过改进目标航迹的生成及选择方式,从源头上排除部分可信度低的航迹;对假设管理环节加以改进,在假设矩阵生成前先对量测进行分组,并以组为单位进行假设矩阵的修剪与合并,降低所产生的假设矩阵的维数。在行人检测及多行人跟踪的基础上搭建行人计数系统,通过检测计算图像初始帧监控区域内行人数量以及后续区域内的行人进出数量计算得出监控区域内实时行人数量,实现区域客流量信息的实时统计。
【学位授予单位】:华南理工大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2013
【分类号】:TP391.41;U495

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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 苏娟;基于视频监控的教室人数统计[D];安徽大学;2014年
2 高洋;智能交通中行人检测算法的研究与实现[D];大连海事大学;2014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7条
1 汤义;智能交通系统中基于视频的行人检测与跟踪方法的研究[D];华南理工大学;2010年
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中国硕士学位论文全文数据库 前3条
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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2 区卫民;谭泗桥;袁哲明;柏连阳;熊洁仪;;SVR-KNN法用于除草剂QSAR研究[J];安徽农业科学;2008年35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 曾宪伟;方洋旺;伍友利;王洪强;刘加丛;;一种新的最优制导律[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
3 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
4 周绮凤;林成德;罗林开;彭洪;;一种基于黎曼度量的训练样本类不平衡SVM分类方法研究[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
5 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
6 ;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
7 高媛;张鹏;贾文静;邓自立;;自校正分量解耦信息融合Kalman平滑器[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
8 甄子洋;王志胜;;时滞MIMO系统的信息融合解耦补偿器设计[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
9 廖永汉;郭云飞;彭冬亮;;无源声探测目标跟踪算法[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
10 王志胜;甄子洋;;随机大系统的信息融合最优分散控制[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 赵莹;半监督支持向量机学习算法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 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
3 孟凡彬;基于随机集理论的多目标跟踪技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 母丽华;煤矿安全预警系统的方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 王小旭;非线性SPKF滤波算法研究及其在组合导航中的应用[D];哈尔滨工程大学;2010年
6 李建平;面向异构数据源的网络安全态势感知模型与方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
7 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
8 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
9 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
10 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
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 江民俊;弹上遥测系统若干关键智能传感器信息测量及融合研究[D];南昌航空大学;2010年
3 陈忠翔;基于立体视觉的三维重建方法研究[D];南昌航空大学;2010年
4 李瑞波;图像阴影的检测与去除算法研究[D];山东科技大学;2010年
5 李金华;基于SVM的多类文本分类研究[D];山东科技大学;2010年
6 张海峰;空间三维信息重构与飞行器路径规划[D];山东科技大学;2010年
7 田文娟;基于支持向量机的人民币序列号识别方法的研究[D];山东科技大学;2010年
8 成志新;无气泵动态血压监测系统设计[D];山东科技大学;2010年
9 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
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【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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4 熊炜;;基于TMS320DM642的多路视频采集处理板卡的硬件设计与实现[J];国外电子元器件;2006年06期
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中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 郭玲;智能视频监控中运动目标检测的算法研究[D];华南理工大学;2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 吴冰;基于人脸检测的客流量统计研究[D];武汉科技大学;2013年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李娜;方卫宁;;基于视频流的地铁人群目标识别[J];北京交通大学学报;2006年01期
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中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 姚剑敏;粒子滤波跟踪方法研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2005年
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中国硕士学位论文全文数据库 前7条
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4 朱克忠;基于光流法对移动目标的视频检测与应用研究[D];合肥工业大学;2007年
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6 郭世龙;基于Camshift算法的移动机器人视觉跟踪[D];武汉理工大学;2008年
7 葛大伟;基于视频内容分析的铁路入侵检测研究[D];北京交通大学;2009年
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3 李俊磊;多组合分类器在局部区域气温预测中的研究与应用[D];广东工业大学;2014年
4 李新强;组合分类器及其在财务预警中得应用研究[D];云南大学;2012年
5 石国强;基于规则的组合分类器的研究[D];郑州大学;2010年
6 宋丽;基于决策树的组合分类器的研究[D];西安电子科技大学;2012年
7 吴正娟;特征变换在组合分类中的应用研究[D];郑州大学;2010年
8 李斌;基于多组合分类器的高光谱图像识别技术研究[D];中国地质大学(北京);2008年
9 李晓燕;面向稀有类的组合方法和组合选择方法[D];郑州大学;2013年
10 李广群;基于AdaBoost的限制性贝叶斯组合分类器研究[D];北京交通大学;2008年
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