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智能视频监控中目标跟踪系统的研究

作　者: 顾鑫
导　师: 王海涛
学　校: 南京航空航天大学
专　业: 测试计量技术及仪器
关键词: 智能视频监控系统 运动目标检测 目标跟踪 粒子滤波 多特征融合
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


当今社会存在着各种不安全、不和谐的因素,严重威胁到国家、社会和人们的安全。视频监控是在现有条件下,对涉及公共安全相关领域的场所进行实时监控,有效预防、消除安全隐患的主要技术手段之一。但是传统的视频监控系统存在众多不足,难以处理复杂的监控场景和行为,需要研发基于目标跟踪技术(行为识别)的智能监控系统。目标跟踪系统是智能视频监控的核心,主要有运动目标检测技术和目标跟踪两部分组成。本文研究的重点是复杂背景下的运动物体的跟踪,旨在通过融合多种特征来提高目标跟踪的鲁棒性,主要工作和贡献如下:本文给出一种基于协方差区域描述子的贝叶斯跟踪算法。协方差描述子可以融合多种底层视觉特征,该算法将协方差区域描述子融入到粒子滤波框架下,处理复杂背景下的目标跟踪问题;同时,引入快速协方差计算,提高了跟踪的效率。提出了一种新的基于特征不确定性的多特征融合跟踪算法。首先,针对粒子滤波跟踪算法中特征鉴别能力较弱且粒子分布相对分散时容易造成目标丢失的事实,定义了一种新的特征不确定度量方法,该度量可以在线调整不同类型特征对跟踪结果的贡献。同时,针对乘性和加性特征融合跟踪算法方法中存在的缺陷,提出了一种自适应的多特征融合方法,融合的结果既突出了状态后验分布中目标真实状态对应的峰值,又对噪声不敏感,从而提高了目标跟踪的鲁棒性。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-12
第一章 绪论  12-20
  1.1 研究背景  12-15
    1.1.1 现有视频监控及其不足  12-13
    1.1.2 智能视频监控系统  13-15
  1.2 目标跟踪技术  15-16
    1.2.1 目标跟踪技术原理  15-16
  1.3 国内外研究现状  16-18
    1.3.1 国外研究现状  16-17
    1.3.2 国内研究现状  17-18
  1.4 本文的主要研究内容及创新点  18
  1.5 论文组织结构  18-20
第二章 运动目标检测  20-32
  2.1 引言  20-21
  2.2 预处理  21-22
  2.3 目标检测  22-27
    2.3.1 背景减法  22-24
    2.3.2 单高斯背景建模  24
    2.3.3 多高斯背景建模  24-27
  2.4 后处理  27-30
    2.4.1 去阴影  27-28
    2.4.2 形态学处理  28-30
  2.5 本章小结  30-32
第三章 粒子滤波目标跟踪算法  32-41
  3.1 引言  32
  3.2 粒子滤波相关理论  32-35
    3.2.1 递归贝叶斯估计  32-34
    3.2.2 基于贝叶斯框架的目标跟踪  34
    3.2.3 蒙特卡洛方法  34-35
  3.3 粒子滤波  35-38
    3.3.1 序列重要性采样  35-37
    3.3.2 样本退化问题  37
    3.3.3 重采样  37-38
    3.3.4 粒子滤波目标跟踪算法描述  38
  3.4 系统运动模型及状态传播  38-39
  3.5 本章小结  39-41
第四章 基于粒子滤波的多特征融合跟踪  41-57
  4.1 引言  41-42
  4.2 基于协方差区域描述子的目标跟踪  42-46
    4.2.1 协方差区域描述子  42
    4.2.2 积分协方差矩阵计算  42-44
    4.2.3 协方差矩阵之间的度量  44-45
    4.2.4 实验  45-46
  4.3 基于观测级的多特征融合跟踪  46-56
    4.3.1 特征不确定性度量  46-48
    4.3.2 特征融合框架  48-49
    4.3.3 特征提取及算法实现  49-51
    4.3.4 部分实验结果及分析  51-56
  4.4 本章小结  56-57
第五章 系统设计  57-63
  5.1 引言  57-58
  5.2 主要实现模块  58-62
    5.2.1 视频读取  58-59
    5.2.2 用户界面  59-60
    5.2.3 目标检测  60
    5.2.4 目标跟踪  60-61
    5.2.5 行为判断  61-62
  5.3 本章小节  62-63
第六章 总结与展望  63-65
  6.1 全文总结  63-64
  6.2 进一步工作的展望  64-65
参考文献  65-71
致谢  71-72
发表文章  72

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 计算机的应用 > 信息处理（信息加工） > 模式识别与装置 > 图像识别及其装置
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