基于移动检测的运动物体识别技术的研究

作者: 专业:计算机软件与理论 导师:张宁 年度:2007 学位:硕士  院校: 北京交通大学

关键词
视频监控 移动检测 运动物体的提取 运动物体识别 区域生长

Keywords
video surveillance, moving detection, moving objects extraction, moving objects recognition, region growing
        视频监控技术是现代IT技术中的一类重要应用领域。视频监控技术不仅仅在社会日常生活和工作中有着非常广泛的应用前景,在能源,国防,交通等领域也正在发挥着日益重要的作用。此外,视频监控技术中的核心技术是运动目标的检测、提取和识别,这也是目前正在热门研究的视频压缩和传输中的关键技术之一。本文基于安全智能报警的应用背景,通过运用数字图像和模式识别理论,设计了一套视频监控中运动图像检测与识别算法。本文重点研究了运动检测、运动目标的提取以及运动目标的识别三部分。在运动检测中,结合了背景差分和时间差分的优点,检测出视频序列图像中的运动变化物体。在运动目标的提取中,本文讨论两种算法:一种是两帧差分法恢复与提取运动目标,另一种是三帧差分法提取和恢复运动目标,并且根据最终的实际情况提出一种基于区域生长算法的运动物体提取的算法。而运动物体的识别则是通过提取运动物体的形状和颜色特征参数来对视频图像的运动进行匹配与识别。对于上述各个算法,本文均进行了模拟实验,结果表明,综合运用本文中提出的图像处理和识别方法,可以较准确、快速地检测和识别视频序列中的运动目标。
    Video surveillance is one of the chief fields in IT technology. Video surveillance technology not only has a promising broad future in human’s daily worklife, but also plays a more and more important role in many fields, such as resource, national defense, traffic and etc, in which intelligent video surveillance system is commonly used. Further more, the technology of detection and recognition of moving objects in video sequences, the core technology in the intelligent video surveillance system, is also one of the significant technologies in the field of streaming media.According to the application background of intelligent video surveillance system, this paper develops digital image processing and pattern recognition methods, and designs a method to detect and recognize moving objects in video sequences. This paper puts emphasis on the moving and changes detection, extraction of moving objects and moving objects recognition. In moving and change detection, an algorithm is put forward which combines the advantages of background difference and sequence difference, in order to detect moving and changing objects in sequential images. In moving objects extraction, this paper discusses the two methods below, one is two images difference method to extract moving objects, the other is three images difference method, and at last , a method is presented for moving objects extraction, based on region growing algorithm. Moving object recognition adopts an effective method based on the extractions of size and color features of moving objects. In order to successfully implement these algorithms above, simulation experiments have been carried out. And the results showed that, moving objects in sequential images can be detected and recognized similarly by using the algorithm presented in this paper.
        

基于移动检测的运动物体识别技术的研究

中文摘要2-3
ABSTRACT3
第一章、绪论6-12
    1.1 视频监控概述及其移动检测技术的意义6-7
    1.2 视频监控中移动检测技术的现状与发展7-10
        1.1.1 移动检测技术的国内外发展现状7-8
        1.1.2 移动检测技术的未来发展的讨论8-10
    1.3 视频监控中运动物体识别技术的研究的必要性10
    1.4 本文的主要研究内容和结构安排10-12
第二章 移动检测功能实现的关键技术12-26
    2.1 引言12
    2.2 国内外各种移动检测方法的深入分析12-18
        2.2.1 光流法及其代表性算法13-14
        2.2.2 图像差分法及其代表性算法14-17
        2.2.3 块匹配算法17-18
    2.3 一种背景差分和时间差分相结合的帧差分算法18-20
        2.3.1 本算法的技术细节18-20
        2.3.2 本算法实现所体现的意义20
    2.4 移动检测技术的具体实现策略20-26
        2.4.1 各种实现方法的分析与比较20-22
        2.4.2 最终的实验数据及结果22-26
第三章 视频监控中运动物体的提取策略26-57
    3.1 引言26-27
    3.2 国内外各种图像物体提取方法及其分析27-36
        3.2.1 二帧差分法的分析及意义27-30
        3.2.2 改进后的三帧差分法的分析及意义30-35
        3.2.3 其他的图像提取方法35-36
    3.3 一种改进的基于区域生长算法的分析及其意义36-48
        3.3.1 区域生长算法的定义及分析36-43
        3.3.2 一种基于区域生长算法的运动物体提取算法43-48
    3.4 运动物体提取的具体实现策略48-57
        3.4.1 各种实现方法的比较48-50
        3.4.2 最终的实验数据及结果50-57
第四章 视频监控中对运动物体的识别57-78
    4.1 引言57-58
    4.2 运动物体形状特征参数的提取策略58-62
        4.2.1 几种不同的形状特征参数讨论58-59
        4.2.2 几种改进的形状特征参数提取方法的可行性分析59-62
    4.3 运动物体色彩特征参数的提取策略62-69
        4.3.1 与色彩特征参数相关的若干种颜色空间的讨论63-65
        4.3.2 基于颜色空间的色彩特征提取的方法分析65-66
        4.3.3 其他一些颜色特征参数的提取方法66-69
    4.4 一种基于几何形状与色彩特征的物体匹配识别算法69-71
    4.5 对运动物体识别的具体实现策略71-78
第五章、总结与展望78-80
参考文献80-81


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