基于OpenCV的运动目标跟踪及简单应用

CHENGNANCOLLEGEOFCUST毕业设计（论文）题目：基于OpenCVOpenCVOpenCVOpenCV的运动目标跟踪及简单应用学生姓名：孙亿慧学号：200557250201200557250201200557250201200557250201班级::::255710502255710502255710502255710502专业：电子信息工程指导教师：黄亚飞2009200920092009年6666月基于OpenCV的运动目标跟踪及简单应用学生姓名：孙亿慧学号：200557250207200557250207200557250207200557250207班级：255710502255710502255710502255710502所在院((((系))))::::电气与信息工程系指导教师：黄亚飞完成日期::::2009200920092009年6666月城南学院毕业设计（论文）任务书电气与信息工程学院电子信息工程专业255710502班题目基于OpenCVOpenCVOpenCVOpenCV的运动目标跟踪及简单应用任务起止日期：2009年3月16日～2009年6月19日学生姓名孙亿慧学号200557250201指导教师黄亚飞教研室主任王小华年月日审查院长年月日批准一、毕业设计（论文）任务课题内容在现实生活中，大量有意义的视觉信息都包括在运动之中。尽管人类的视觉即能看见运动又能看到静止的物体，但是在许多场合，比如重要场所的安全监控、汽车的自动驾驶和辅助驾驶、交通流量的控制、航空和军用飞行器的制导，人们往往只对运动目标或物体感兴趣。因此，研究运动目标的检测和跟踪，有很大的现实意义和实际价值。图像跟踪就是通过计算由传感器所获得的图像(实时图)与包含目标的参考图之间的相似性，确定目标当前的位置、运动参数、空间结构，并给出相应的跟踪动作的过程。所以说图像跟踪技术是以图像处理技术为核心、有机融合了计算机技术、传感器技术、模式识别、人工智能等多种理论和技术的新型的目标识别跟踪技术。OpenCV(OpenSourceComputerVisionLibrary)是Intel公司开发的图像处理和计算机视觉函数库，作为一个基本的计算机视觉、图像处理和模式识别的开源项目，OpenCV可以直接应用于很多领域，是二次开发的理想工具。基于序列图像的运动目标跟踪是计算机视觉和数字图像处理技术较为复杂的一个研究热点，包括单目标和多目标跟踪，涉及图像二值化处理、差分运算、噪声滤波、数学形态学、模式识别等多学科知识。借助OpenCV视觉库中相关函数实现运动目标跟踪，可以避免大量重复代码的开发，在保证稳定性、实用性和通用性的前提下，大大简化设计流程。本设计最后要求实现运动目标跟踪的简单应用：通过摄像头对运动目标的跟踪来控制鼠标移动或者捕捉视频图像中的特定目标。课题任务要求1．要求收集认真阅读有关资料、充分理解设计（论文）要求；2．基本掌握OpenCV计算机视觉库的使用，提出基于OpenCV的运动目标跟踪方案；3．了解图像处理方面的常用算法，掌握C语言编程与调试；4．完成一篇3000字以上的英文专业资料翻译；5．在导师指导下独立撰写毕业论文一篇。课题完成后应提交的资料（或图表、设计图纸）�毕业设计（论文）任务书�翻译资料（包括英文原文复印件和翻译后的中文Word文档）�毕业设计（论文）开题报告�毕业设计（论文）日志�毕业设计（论文）全文装订文稿及电子版（包括中、英文摘要，目录，正文，参考文献，致谢，附录等）�毕业设计（论文）答辩PPT文档�刻录光盘（存放与毕业设计或论文相关的所有电子文档、源程序等）主要参考文献与外文翻译文件（由指导教师选定）[1]R.C.Gonzalez,R.E.Woods.数字图像处理(第二版)[M],阮秋琦,阮宇智等译.北京:电子工业出版社,2003.[2]LexiaoYe,YigangWang.Real-timeTrackingoftheShootPointfromLightPenBasedonCamshift[C].FirstInternationalConferenceonIntelligentNetworksandIntelligentSystems,1-3,Novermber,2008,Wuhan,China:560-564[3]J.B.Kim,H.J.Kim.Efficientregion-basedmotionsegmentationforvideomonitoringsystem[J].PatternRecognitionLetters,2003,(24):113-128.[4]洪宇,高广珠,余理富,何智勇.随机边缘特征匹配在运动车辆跟踪算法中的应用[J].计算机工程与科学,2005,27(3):36-37,40.[5]李熙萤,倪国强.红外图像的光流计算[J].红外与激光工程,2002,31(3):189-193.[6]王建忠,姜星明.基于块匹配的运动对象检测算法[J].微电子学与计算机,2005,22(1):10-12.[7]吴晓娟,崔海亭,王磊,许立群.一种改进的CAMSHIFT手势跟踪算法[J].山东大学学报(工学版),2004,12(6):121-124.[8]王宏等译.计算机视觉:一种现代方法[M].北京:电子工业出版社,2004.[9]赵小松,张宏伟,张国雄等.摄像机标定技术的研究[J].机械工程学报,2002,38(3):149-151.[10]D.Comanieiu,V.Ramesh,P.Meer.Kernel-BasedObjeetTraeking.IEEETransaetionsonPatternAnalysisandMaehineIntelligence[J].2003,5(25):564-577.[11]陈凤东,洪炳熔.基于动态闭值背景差分算法的目标检测方法[J].哈尔滨工业大学学学报,2005,37(7):883-884,995.[12]胡明昊,任明武,杨静宇.一种基于直方图模式的运动目标实时跟踪算法.注：1.此任务书由指导教师填写。如不够填写，可另加页。2.此任务书最迟必须在毕业设计（论文）开始前一周下达给学生。3.此任务书可从教务处网页表格下载区下载计算机工程与应用.2004.16(3):72-78.外文翻译原文文献:LexiaoYe,YigangWang.Real-timeTrackingoftheShootPointfromLightPenBasedonCamshift[C].FirstInternationalConferenceonIntelligentNetworksandIntelligentSystems,1-3,Novermber,2008,Wuhan,China:560-564同组设计者无二、毕业设计（论文）工作进度计划表注：1.此表由指导教师填写；2.此表每个学生人手一份，作为毕业设计（论文）检查工作进度之依据；3.进度安排请用“一”在相应位置画出。序号毕业设计（论文）工作任务工作进度日程安排周次11112222333344445555666677778888999910101010111111111212121213131313141414141515151516161616171717171818181819191919202020201查阅有关国内外参考文献资料——2撰写开题报告——3整理资料、翻译外文资料——4撰写引言和详细论文提纲——5根据提纲撰写毕业论文————6针对设计算法编写程序———7修改、打印文档、答辩准备——8提交论文及相关文件资料—9答辩—10三、学生完成毕业设计（论文）阶段任务情况检查表注：1.此表应由指导教师认真填写。阶段分布由各学院自行决定。2.“组织纪律”一档应按《长沙理工大学学生学籍管理实施办法》精神，根据学生具体执行情况，如实填写。3.“完成任务情况”一档应按学生是否按进度保质保量完成任务的情况填写。包括优点，存在的问题与建议4.对违纪和不能按时完成任务者，指导教师可根据情节轻重对该生提出忠告并督促其完成。时间第一阶段第二阶段第三阶段内容组织纪律完成任务情况组织纪律完成任务情况组织纪律完成任务情况检查记录教师签字签字日期签字日期签字日期四、学生毕业设计（论文）装袋要求：1.毕业设计（论文）按以下排列顺序印刷与装订成一本（撰写规范见教务处网页）。(1)封面(2)扉页(3)毕业设计（论文）任务书(4)中文摘要(5)英文摘要(6)目录(7)正文(8)参考文献(9)致谢(10)附录（公式的推演、图表、程序等）(11)附件1：开题报告（文献综述）(12)附件2：译文及原文影印件2.需单独装订的图纸（设计类）按顺序装订成一本。3.修改稿（经、管、文法类专业）按顺序装订成一本。4.《毕业设计(论文)成绩评定册》一份。5．论文电子文档[由各学院收集保存]。学生送交全部文件日期学生（签名）指导教师验收（签名）CHENGNANCOLLEGEOFCUST毕业设计（论文）题目：基于OpenCVOpenCVOpenCVOpenCV的运动目标跟踪及简单应用学生姓名：孙亿慧学号：200557250201200557250201200557250201200557250201班级::::255710502255710502255710502255710502专业：电子信息工程指导教师：黄亚飞2009200920092009年6666月基于OpenCV的运动目标跟踪及简单应用学生姓名：孙亿慧学号：200557250207200557250207200557250207200557250207班级：255710502255710502255710502255710502所在院((((系))))::::电气与信息工程系指导教师：黄亚飞完成日期::::2009200920092009年6666月基于OpenCV的运动目标跟踪及简单应用基于OpenCV的运动目标跟踪及简单应用摘要在现实生活中，大量有意义的视觉信息都包括在运动之中。尽管人类的视觉即能看见运动又能看到静止的物体，但是在许多场合，比如重要场所的安全监控、汽车的自动驾驶和辅助驾驶、交通流量的控制、航空和军用飞行器的制导，人们往往只对运动目标或物体感兴趣。因此，研究运动目标的检测和跟踪，有很大的现实意义和实际价值。本文在利用Intel公司的开源OpenCV计算机视觉库的基础上，采用CAMSHIFT跟踪算法，实现运动目标跟踪，解决了跟踪目标发生存在旋转或部分遮挡等复杂情况下的跟踪难题。OpenCV是一种源码开放、包含丰富的高级数学计算函数、图像处理函数和计算机视觉函数、不断更新和平台无关性的计算机视觉软件包。在目标跟踪方面，本文利用CAMSHIFT跟踪算法。由于物体的颜色信息是物体的固有特征，利用运动目标的颜色特征对运动目标进行跟踪可以解决目标被遮挡后丢失的问题。而Camshift跟踪算法正是一种基于目标颜色特征的跟踪方法，该方法由于其无参数，运算速度快而被广泛应用。本文充分利用运动目标检测的结果，提高了目标跟踪时的匹配效率，实现了目标的快速跟踪。实验结果证明，本文采用的方法可以较好的实现跟踪任务，具有较强的鲁棒性和实用性。验结果表明该算法的有效性、优越性和可行性。。关键词：目标跟踪；CAMSHIFT算法；OpenCV；颜色直方图基于OpenCV的运动目标跟踪及简单应用MovingMovingMovingMovingObjectObjectObjectObjectTrackingTrackingTrackingTrackingMethodMethodMethodMethodandandandandImplementImplementImplementImplementBasedBasedBasedBasedononononOOOOpenCVpenCVpenCVpenCVAAAABSTRACTBSTRACTBSTRACTBSTRACTInrealisticlife,manymeaningfulinfo