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基于H.264的监控视频的感兴趣目标提取研究

陈培林  
【摘要】:由于视频监控系统能够为社会安全管理、执法监管以及人们的日常生产生活提供丰富而有用的信息,所以得到了广泛的应用。然而视频监控系统的摄像采集设备无时无刻地采集监控数据,对于存储这些海量数据而言将是巨大的挑战。H.264是专门为数字视频压缩编码而开发的一种视频编解码技术,由于其高效的压缩编码能力,在当前视频压缩应用领域得到了极大的青睐。使用H.264编码技术作为监控视频的存储编码技术,能够极大的提高监控视频的压缩存储能力。当前随着智能视频监控系统的提出和应用,越来越多的研究者探索更加智能的视频监控系统,即视频监控系统能在一定程度上理解并处理一些简单的事件。目标提取是智能化视频监控系统的一部分,所以本文主要研究在H.264压缩域中提取感兴趣的目标。本文研究了在H.264压缩码流中进行目标提取和检测发生异常事件的感兴趣目标。主要工作是:(1)研究了使用区域生长算法的目标提取研究,利用8×8编码模式的宏块作为种子区域,利用宏块的运动矢量信息和邻域信息作为区域生长的基本准则,最后从H.264压缩域中得到提取的运动目标,经实验表明,该方法能够有效的提取目标信息。(2)研究了使用粒子滤波的方法在压缩码流中进行目标的跟踪。通过在压缩码流中部分解码得到宏块的残差DCT系数,然后对宏块的残差系数平方后求和,以获得运动目标的显著信息,再通过滤波处理,得到噪声较小的宏块残差图像,最后转化为二值图像,使用粒子滤波对二值图像的目标跟踪。根据目标跟踪框图及其记录的轨迹信息,从轨迹中提取运动目标的速度及方向信息,输入到广义回归神经网络,通过广义回归神经网络检测运动目标是否为异常事件,并提取可能的运动目标。(3)通过解码少量的I帧,获得监控视频的场景信息,再通过多帧求和平均得到背景较为干净的背景图像,使用颜色直方图聚类方法对背景图像进行分割。对进入某一区域的轨迹信息计算统计,根据分析结果标记该区域为活动区域或非活动区域。对落入非活动区域的目标记为异常目标,进而提取。(4)在视频监控中存在重点监控的区域,也就是感兴趣的区域,通过设立观测点,计算观测点与目标的距离,在定义的距离范围内,检测跟踪目标的跟踪框图变化,若该变化超过一定阈值,则认为是异常目标,需要提取。


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