%A1算机视觉跟踪运动人体目标方法研究

本科毕业论文题目：计算机视觉跟踪运动人体目标方法研究院（部）：理学院专业：应用物理学班级：光电043姓名：曹海涛学号：2004121097指导教师：贺长伟完成日期：2008年6月20日山东建筑大学毕业论文I目录摘要...................................................................IIIABSTRACT.............................................................IV1前言..................................................................11.1课题研究背景和意义.................................................11.2国内外研究现状.....................................................21.3图像的预处理.......................................................41.4目标检测...........................................................41.5目标跟踪...........................................................41.6技术难点...........................................................41.7面临问题...........................................................52图像预处理............................................................72.1图像增强...........................................................72.1.1对比度增强.....................................................72.1.2直方图均衡化...................................................72.1.3实时中值滤波快速算法的并行实现.................................82.2算法介绍...........................................................82.3预处理结果与分析..................................................102.4噪声消除..........................................................112.5形态滤波..........................................................112.5.1腐蚀..........................................................112.5.2膨胀..........................................................122.5.3开运算........................................................132.6阴影消除..........................................................143目标物的检测.........................................................163.1运动目标检测......................................................16山东建筑大学毕业论文II3.2目标分类..........................................................174目标物的跟踪.........................................................194.1运动目标的跟踪技术................................................194.1.1基于Hausdoff距离的运动跟踪...................................194.1.2基于区域的运动跟踪............................................194.1.3相关跟踪......................................................204.1.4光流跟踪......................................................204.1.5基于网格的运动跟踪............................................204.2人体运动状态估计..................................................214.3卡尔曼滤波理论....................................................224.3.1滤波理论基础..................................................224.3.2卡尔曼滤波器的特点.............................................224.3.3卡尔曼滤波发散的原因和抑制.....................................235结论.................................................................24谢辞...................................................................25参考文献...............................................................26山东建筑大学毕业论文III摘要视觉跟踪问题是当今计算机视觉领域的研究热点。随着社会公共安全体系的逐步完善，公共场所中对安全智能监控系统的要求越来越高，这使得许多知名公司和科研机构在此课题中投入大量人力财力。人体运动目标的检测与跟踪使视觉跟踪的重要部分，它在未来研究领域中将有广阔的前景并能带来巨大的社会效益。运动目标检测与跟踪的研究对象是视频序列，或者说图象序列。运动目标检测就是判断视频序列中是否存在运动目标，并确定运动目标的位置;运动目标跟踪是指在整个视频序列中监控运动目标的时空变化，如目标的出现与消失，目标的位置、尺寸和形状等。运动目标的检测与跟踪是紧密关联的两个过程，跟踪始于检测，而目标在后续图象序列中的重复检测也有助于目标的跟踪。由于光照变化、背景干扰、阴影、摄像机的抖动以及运动目标之间遮挡等现象的存在，都给运动目标的正确检测与跟踪带来了极大的挑战。关键词：运动目标跟踪；图像处理；卡尔曼滤波山东建筑大学毕业论文IVABSTRACTVisualtrackingiscurrentlyoneofthemostactivetopicscomputervision.AsU.N.attachingtheimportancetothesocialpublicsafety,thesafeintelligentdetectionsystemneedstobeimprovedandbecomemoreandmoreeffectiveinpublic.Thentheresearchagencyofmanycountriesandsomeworldfamouscompaniesarenowpayingmuchattentiontothisfield.Asanessentialpartofthehumanmotionanalysissystem,theresearchinpeopledetectingandtrackingcanprovidebroadpotentialuseinthefutureandeconomicbenefitstothesociety.Theresearchinterestofmovingobjectsdetectionandtrackingisvideosequenceorimagesequence.Objectdetectioninvideosinvolvesverifyingthepresenceofanobjectinimagesequencesandpossiblylocatingitprecisely.Objecttrackingistomonitoranobjectsspatialandtemporalchangesduringavideosequence,includingpresence,position,size，shape,etc.Thesetwoprocessesarecloselyrelatedbecausetrackingusuallystartswithdetectingobjects,whiledetectinganobjectrepeatedlyinsubsequentimagesequenceisoftennecessarytoverifytracking.Duetochangesinilluminationofthescenebackgroundperturbationsshadows,vibrationofthecameraandocclusionsbetweenmovingobjects，precisedetectionandtrackingofmovingobjectsarestillachallengefieldofresearch.Keyword：Movingobjecttracking;imageprocessing;Kalmanfilter山东建筑大学毕业论文11前言1.1课题研究背景和意义计算机视觉是计算机科学和人工智能的一个重要分支。它研究的主要内容是怎样利用各种成像系统代替视觉器官来获取信息，由计算机代替大脑完成对信息的处理和解释，使计算机具有人一样的视觉功能。智能视频监控是计算机视觉的一个重要应用领域，有着广阔的应用前景，尤其是那些对安全要求比较敏感的场合，如飞机场、地铁站、银行、商店、停车场等;另外，还有工业生产现场的监控以及交通系统的监控等等。目前监控摄像机的应用已经比较普遍，但大多没有充分发挥实时主动监督作用，没有智能化，摄像机只是一个电子眼而己，其具体监视过程，仍由人来完成。显然依靠人来执行这种长期的枯燥无味的例行监视工作其效果是不理想的，不但费用高，而且易受人为因素的影响，例如责任心，情感因素等等。因此在这些场合引入智能监控是非常合适的。要求监控系统每天24小时连续监控，能自动分析摄像机捕捉到的图像信息，当监视区内有违法活动或有异常状况出现时，能采取必要的安全措施，同时向保安人员及时准确地发出报警信号，从而防治犯罪的发生，避免不必要的损失。2001年美国9.11事件。2005年英国7.7伦敦地铁爆炸案以及去年的美国校园枪击案等恐怖暴力事件的发生更使得世界各国都高度重视如何对国家重要安全部门和敏感的公共场合进行全天候、自动的、实时的监控，而智能视频监控系统为解决这一问题提