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铁路机车智能视频监控系统算法研究

作　者: 狄静舒
导　师: 杨旭东
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 控制科学与工程
关键词: 智能视频监控背景更新前景提取 Hough变换
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

铁路机车智能视频监控系统是一套行车安全保障系统,该系统的投入使用能够提高行车的安全性,使列车的安全保障模式从人控模式向人机结合的模式转变并最终实现完全的机控模式。本课题的智能视频监控是计算机视觉领域备受关注的前沿课题,也是一个新兴的应用方向,是机器视觉、模式识别、人工智能和图像处理技术等多学科高技术的结晶。智能视频监控是运用视频分析与计算机视觉的各种方法对摄像机拍摄的视频图像进行自动分析,实现对监控场景中目标的定位和处理,由此基础上分析和判断监控目标的行为,得出对图像内容含义的理解以及对客观场景的解释,从而指导和规划行动。本课题在智能视频监控的诸多理论成果的基础上,系统的研究了智能视频监控中人体目标的定位和识别,机车设备的识别,铁路路障的检测三方面的理论和方法。在人体目标和机车设备检测中,为适应复杂多变的外部环境设计了区域更新法、方差更新法、边缘更新法三种动态场景更新方法和背景图像差分法、背景减除法两种前景提取方法,实现了实时报警功能。在铁路路障检测中,运用了Hough变换算法,提取出了铁轨的直线信息,用于定位路障位置,实现场景信息预测功能。在整套智能算法的设计中,灵活运用了灰度变换、边缘检测、图像分割、二值图像投影理论等数字图像处理方法,实现了计算机智能识别的功能。本文所设计的各种方法为智能视频监控算法的研究提供了一定的参考。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-8
第1章绪论  8-13
  1.1 课题背景  8-9
  1.2 国内外智能视频监控研究现状  9-11
    1.2.1 国外智能视频监控的研究现状  9-10
    1.2.2 国内智能视频监控的研究现状  10-11
  1.3 本文主要研究内容  11-12
  1.4 本文组织结构  12-13
第2章智能视频监控算法整体设计  13-19
  2.1 智能视频监控需求分析  13-14
  2.2 算法整体设计  14-15
  2.3 设计模块  15-16
    2.3.1 人体检测模块  15-16
    2.3.2 设备检测模块  16
    2.3.3 路障检测模块  16
  2.4 难点分析  16-18
    2.4.1 目标分离  17
    2.4.2 遮挡问题  17
    2.4.3 性能评估  17-18
  2.5 本章小结  18-19
第3章人体和设备检测模块的设计  19-39
  3.1 动态获取背景  19-29
    3.1.1 模板图像的建立  19-20
    3.1.2 背景更新  20-29
  3.2 目标分离  29-34
    3.2.1 背景减除法  30-33
    3.2.2 背景图像差分法  33-34
  3.3 人体检测  34-36
    3.3.1 二值化  34
    3.3.2 划分司机区域  34-35
    3.3.3 消除阴影  35-36
    3.3.4 行为判断  36
  3.4 设备检测  36-37
  3.5 本章小结  37-39
第4章路障检测模块的设计  39-46
  4.1 Hough变换检测直线  39-41
  4.2 建立图像窗口  41-43
  4.3 判断路障  43-44
  4.4 确定路障位置  44-45
  4.5 本章小结  45-46
第5章算法性能分析  46-59
  5.1 开发原则  46-47
    5.1.1 实时性  46
    5.1.2 准确度  46-47
    5.1.3 智能性  47
  5.2 测试结果  47-57
    5.2.1 人体和设备检测模块测试结果及分析  47-55
    5.2.2 路障模块测试结果及分析  55-57
  5.3 未来展望  57
  5.4 本章小结  57-59
结论  59-61
参考文献  61-65
附录  65-68
致谢  68-69
简历  69

铁路机车智能视频监控系统算法研究

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