智能视频监控系统中运动目标的检测与跟踪

1、西安电子科技大学硕士学位论文智能视频监控系统中运动目标的检测与跟踪姓名:曹朋朋申请学位级别：硕士专业:计算机应用技术指导教师:刘志镜20100101?SE?S?i?Js?(1?他？?催？E?YUV买？E?催？?(2?买？?？Kalman?买？?买？催？买？?、|4、? ? ? ? ? ? ?sAbstractThedetectionandtrackingofmovingtargetsinvideoimagesequencesisthekeytechnologiestoimplementanintelligentvideosurveillance.Itisalsoalong-standingre

2、searchfocusesincomputervision.Themainworkandcontributionsinthethesisincludesthefollowingtwoaspects:(1Ontheresearchofthemovingobjectsdetection,wefirstlyimprovedtheupdatestrategiesofbackgroundmodelbasedontheanalysisofthetimedifferencemethodandbackgroundsubtractionmethod.Theupdateregionandupdatetimeare

3、limited.Sothebackgroundwillbeupdatedforspecialpurpose.SecondlybyimprovingandoptimizingtherelativeparametersoftheGaussianMixtureModel,movingtargetswillbeeffectivelydetectedincomplexscenes.Lastly,afastshadowsuppressionalgorithminYUVcolorspacewasproposed,andtheaccuracyofthemovingtargetdetectionwasimpro

4、ved.(2Ontheresearchofthemovingobjectstracking,basedonthemovingtargetdetection,acostfunctionisconstructedusingthecentroid,areaandcolorhistogramofthetarget.AndthetrackingofmultiplemovingtargetsisrealizedthroughKalmanfilter.Withthemotiondetectionresultsasthemaskimage,thecolordistributionoftheforeground

5、iscalculatedusingtheideaofimagepyramid.Thecomputingspeedofcolorhistogramwasimproved.Moreover,thePTZ(Pan/Tilt/Zoomwillbeturnedautomaticallybasedonasingletargettrackinginpracticaluse.Thusanobjectcanbetrackedcontinuously.Thepracticalresultofthesystemshowsthattheproposedalgorithmsmeettheneedsofreal-time

6、andhaveagooddetectionandtrackingresults.Keyword:MovingTargetDetectionObjectTrackingKalmanFilterIntelligentVideoSurveillance?5?5?岩？E?E?-14-1J-1J?j5?r?i?J5?n? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? K? ? ? d? 1? ? d?当 ? ? ? ? ? E? ? ? ? ? L ? ? ?才5 ? ? ? ? ? ? ? E? ? ? ? J5?g 1

7、? ? ? ? ? ?J5戛 ？ ？ ？ ？ ？乍？乍？ ? ? ? ? ?J5"(D9*? ? ? ?当？ ?1.1?戛？? ft? H? ? ? ?当? ?当? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 力音? 2? ? ? ?世？ ? ? ? ? F? 80? ? ? ?当3?当? ? ? ?S ? ? ? ? ? ?L ? ft ? ?s ? ? ? ? ? 4? ? ? n? ? ?音？ ？ ？ ？ ？音? ? ? ? 5? ? ? ? ?E? ? ?E?S E? ? ? ? ?戛？ ？ ?s? 7? ? ?当 E? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?

8、 ? ? ?世？ ？ ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?当? ? ? ? ?(1?E?SE?(2?E?北？乘？乘?它-1J/I、/I、X.-1J乘？? 丁?当?f?2(3?世？?(4?n?PTZ(Pan/Tilt/Zoom?当?(5?乘它？乘？乘？?(6?(7?匚？?丰?%、C|?(124x7?72?乘？IP?(LAN/WAN/Internet?乘？?当式3催？乘？(4?H?当?当?当?立？戛？o? ?非| ? ? ? ? I I J ? ft1.2?2?2?2?音?:乍?北？=？?要？C，IX.1?CVIU(ComputerVisionandImageUnderstanding?IC

9、CV(InternationalConferenceonComputerVision世？戛n?L?ft?1996?1999?催？?ft?(DARPA?d?3?SARNOFF?E丑？?ft?当?VSAM(VisualSurveillanceandMonitoring6?VSAM?当？?E?北？?2000?Maryland?Haritaoglu世？W4?8?EW4?Who(?When(?M?Where(?M?What(?M?W4?2005?E?馁?MATLAB?COCOA?当？?9?MATLAB?S?e?？?J5?亲？J5?ft?E?ft?馁?2002?B?S?a?2003B?S?a?S#?H?J

10、_-Zc-1I|I'_1.可?丑？?当?S?E?S?乘？北？偷？?乘？?？当？乘？当？E?乘？催？有?乘？笈？它乘？%？E?fc?&?>?ft?(1?当?m?他？要?世？?III,c>?AhmedElgammal?DavidHarwoodLarryDavis?49?当?f?当?W4?E?E?(2?E?-1J>?Wren世？50?W4?E?北？?RosalesSclaroff6?Kalman?乘？?J5?r?i?g?1.3?ft?S?n?aTP?E?-1-J?fc?S?他？E?当E?当?丑催?C，-1JC，I|IA?fe?：if1.?J5?催？徊？?F?作？?E

11、?催？催？“？催？候？?I|IAI|IAI|IAI#催？?d?5?E?ft?2. ? ? ? ? ? ? ? ?买？丑？Kalman?买？世？?买？?Bhattacharyya?买？?买？?买？催？?#I|IA>?1.4?rf?S?S?E?=f?ft?rf?戛?？JsH?S?Js?乍？?S?zi?'，a?rftl?催？%?ft?催？?rf?Kalman?Kalman?二f?'，a?d?J5?J5E?ft ? ? ?s? ? ? ?当 E? ? ? ? ? ? ? ? ?g?当田? ? ?zi ? ? ? E? ? ? ? ? ?2.1? ? ?S ? ?他？ ？ ？ ？

12、？ ？3 wn? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?当? ? ? ? E ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?丑？催? ? ? ?当n? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?当? ?E ? ? ? ? ? ? ? E? ?(? ?世? ?fc?及? ? ?rf?S?7?rf?S? ft? ?J5?fc?fc?S?技?H?2.1.1?催？丑10?1.?(TemporalDifference?11?E?E?1111b-1J-1J?E?-1J?E?-1-JL_?(?v?有？,/,I-4,?2.?(BackgroundSubtra

13、ction?当?及?乘？?世？乏？?戛？?fc?2.1.2?拉？?3.催?(GaussianMixtureModel催？StaufferGrimson?1999?催？?催？,I,I,?催？田？催？催？?III:-1JIII:III:?催？?I|IA?X?丑？?催?I|IA4.?(OpticalFlow?Gibson1950?当E?E?16?%？?E?E?S?17?E?E?E?e?19?r?-1J11IX.?H?E?舌1?,III,J_J|_Iu?？?世？?有？有？?催？E?2.1.2?r?n?当?勿？1. ?？?E? ? ? ? ? ? ? ? (Running average?r?r<

14、?N?S?101(,(,NttiiBxyFxyN|(2-1?N?S?1(,(,(1(,tttBxyFxyBxyDD(2-2ED0?1?D?2. ?E?当？仁？N?S?E?S?E?E?1x?2x?Nx?N?N?1?57?111(,(,(,ttttNBxymedianlxyIxyI"(2-33. W4?22史?当?(,Mxy?(,Nxy?(,Dxy?3?l(,(,l(,tMxyIxyDxy!|(,(,|(,tNxyIxyDxy!(2-4?它？?丑？?-1J?4. ?乘？(LinearPredictive23?乘？?Toyama丑？?Wiener?乘？?E?乘？催？?催？I|IA5. ?(

15、non-parametricmodel?(kerneldensityestimators?Elgammal世?N?SE? ? t I ? ?1I?2I?NI?催？(GaussianKerne?(tfI?乘H?1(ttiitNfIuKuIL|(2-5?5?力？? ? ? ? E? ? ? ? ? ?北？? ?<? ?E? ? N ? ? E? ? ? ? (2-5? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?有？ I J F? ? ?有？ g、？? ? ? (KDE? ? ? ?有？ ? ? ? ?-1Ju I J L _ I 1 %, I J ? ?催？ ? I | I

16、A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?催? ?" I I I A ? ?催？?rf?, I , , ? ?候？ ?2.2 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? n? ? ? ? ? ? ? ? ? ?(position? (velocity? ? (shape? ? (texture ? (color 丑? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?催？ ？ ?, I I1*,? ? ?fc?2.2.1? ? ? ?加音？ c ，? ? ?当？ ? ? ? ? ?(1 ? ? ? ?当？? ? ? ? ? ? c ，> ? ? ?

17、? ? ? ? ? ? ? ? ?要丑? ? ? ? ?当?舌|,?,<-*|ILJ? ? ? ? ? ? ? ?r?要？催？?当？X.1I|IAC，(2 ? ?打？力音？ ? ? ? ? ?-1-J C ， E? ? ?o?vy? ? ? ?E? ? ? ? ? Q ? ? ?X. v y ? ? ? ? ? ?=？? ? 8? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?k ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?(3 ? ?力当？? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?% c ，

18、? ? ? ? ? ? ? ? ? ?r? ? ? ? ? ? ft?g ? ?H?(4 ? ?s? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?北? ? ? 它？ ？要 ?2.2.2 ? ? ? ? ?S E ?乘？?？戛? ? ? ? ?戛 ? ? ? ? ? ? ?戛? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?1. ? ? (Kalman Filter? ? 25,26? ? ? ? ? ?催？乘？ ？徐?g ? ? E? ?立？J5?2.?(PartialFilter?27?候?E?IIII-1J?、逡)?L_?2?13?非|?候？音?,IJ5S,<*,3.?

19、(DynamicBayesianNetwork?28?a?乘？? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? H? X ?当？C，?E?2.2.3?才5? ? ? ? ? ? ? ? ?乘？? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 1.?他？ ？? ? ? ? ?乘H?丑？?？丑？?乘？?乘？E?馁?立？?？?太？? ? ? ? ?E?丑？?29?30?31?32? ? ?乘？ ？ ？ ？及？? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?14?当 ? ? f? ? ?当 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?

20、 ? ? ? ?催？ ？ ？ ？ ？仁？ ？? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 3. ? ? ? ? ? ? 33 ? ? ? ? ? ? ? ? ? E? ? ? ? ? ?:? ? (Snake ?Hausdorff? ? ?Snake34 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?候? ? ? ? ? ? 北？ ？? ? ? ? ? ? ? E? ? ? ? ? Snake? ? ? r ? ? ? ? ? ? Snake? ? ? 他?Snake? ? ? ? ?乏？ ? ? ? ? ? ? ? ? ? Snake? ? ? ? ? ? ? ?Hausdorff? ? ? ?r

21、 ? ? ? Hausdorff? ? ? ? ? ? ? ?有？? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?当？?e?当E?x?35? ? ? ? ? ?有？ ？ ？ ？ ？? ? d ?2? ? ?15? ? ? ? ? ? ? ? r ? ?4. ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?它。? ? ? ? ? ? J / ? E? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? E? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?廿? ? Polana? Nelson? ? ? ? ? ? ? ?田？ ？ ？ ？ ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?

22、 ? ?北？ ？ ？ ？催？ ？非I？ ？ ？? ? ? ?LE? ? Jang? Cho36 ? ? ? ?乘？? ? ? ? ? ? 2.3? ?J? ? ? ? ? ?才回？ ？ ？ ？ ？ E? ? ? ? ? ?2 %? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?力? ?17?力?晋 E? E ? ? ? ?世? ? ? ? ? E 力？?才回？催？ ？?乘 ？ ？ ？ ？ ？ ？ ？ ？ ？? ? ? ? ? ? ? ? ? 田? ? ? :? ? ?-1 J ?31?.视频图像序列图像预处理运动检测阴影抑制形态学去噪3.1?偷3.1 买？咨？乘？3.1.1 买？?

23、买？当?买？?买？RGB?HSVYCrCb丑?1. RGB买？?(RGB?RGB?7?R?G?B?RGB?E?买？?买？?n?2. HSV买？?HSV买？买？?？琳？HSV(Hue?Saturation?Value?买？?V?H?S?买？?3. YCrCb买?当?F?18YCrCbYUV?S?唾？?Y?UV?买？晋？?RGB?3?YUV?当？北？?E?Kumar?馁？37?RGB?HSV?YCrCb买？?当?E?S?当?YCrCb?S?YCrCb?i?YCrCb买？YCrCb?RGBn?0.2990.1480.615YUV=RGB0.5870.2890.5150.1140.4370.1000?

24、111RGB=YUV00.392.031.140.580aO?3.1.2 乘?H?乘？催？?乘？? |I>?乘？?催?,/I、,I,.?乘？?它？?E?当田？? /I、L_1-JL_-1-JLC，-1-J?E? L_-1-J?当立？乘？?？?E?乘？立？雅？丑？?乘？?催？乘? III催？39?催？催？?催？?,II,22(2,ijgijeV(3-1E?V洲？?III:(1?催？(2催？?？洲？?E?(3催？三？催三v?(4催？V?V?濯？音？?V?%1I|IAVVI|IA<1V(?E?(？”？(5催？?催?(回?催?催III:III:IIIIII:III:?催？?催？I|IAI|IA1100口口儿mnklgijfijgklfikjlu|222(11200口klmnklefikjlV|2222112200,klmnkleefikjlVV|(3-2?S?乘？?？?催？乘?I|IA/I、222222(11200(11200,ikjl