智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)中運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)方法綜述.pdf

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1、《自動(dòng)化與儀器儀表》2017年第3期(總第209期)*智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)中運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)方法綜述王春蘭(甘肅政法學(xué)院公安技術(shù)學(xué)院甘肅蘭州,730070)摘要:智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)中運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)是視頻監(jiān)控后續(xù)應(yīng)用的重要基礎(chǔ)。目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)、背景的改變、目標(biāo)或背景的光照改變、目標(biāo)與其他物體的相互遮擋等,都會(huì)影響運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)的結(jié)果,這些因素也都是在運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)方法中需要考慮的重要方面。介紹了智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)中運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)的現(xiàn)有算法包括光流法、背景差分法和幀差法,并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)仿真,對(duì)三種方法的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了對(duì)比。關(guān)鍵詞:智能視頻監(jiān)控;運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè);光流法;背景差分法;幀差

2、法中圖分類(lèi)號(hào):TP311文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:ADOI編碼:10.14016/j.cnki.1001-9227.2017.03.001Abstract:Movingobjectsdetectingisafundamentaltaskinmanyintelligentvideomonitoringapplications.Severalfactors,astheobjectmotion,thevariationofthebackground,thevariationoftheobjectandbackgroundlight,theocclusionsbetwee

3、ntheobjectandotherthings,canreducetheeffectivenessofthedesignedalgorithmandthusbecometheimportantaspectsinthemovingobjectsdetecting.Thissurveydescribedthemovingobjectsdetectingalgorithmsincludingopticalflowmethod,backgroundsubtractionandframedifferentialmethod,andexperimentsimu

4、lationsweregiventofindouttheadvancesanddisadvantagesofthethreemethods.Keywords:intelligentvideomonitoring;movingobjectsdetecting;opticalflowmethod;backgroundsubtractionmethod;framedifferentialmethod過(guò)程中要注意的是盡可能地減少背景噪聲和前景噪聲,以0引言[5]便得到準(zhǔn)確的清晰的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)。然而,這些影響因素并運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)是智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)的重要的基礎(chǔ)技不可能

5、完全避免,比如運(yùn)動(dòng)軌跡、周?chē)矬w遮擋、光照、陰術(shù),也是視頻系統(tǒng)中行為識(shí)別、目標(biāo)跟蹤等智能分析技術(shù)影等都會(huì)對(duì)背景造成影響,使其不穩(wěn)定,對(duì)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)的基礎(chǔ),在國(guó)家和社會(huì)公共安全、航空航天等重要領(lǐng)域以技術(shù)是一個(gè)很大的挑戰(zhàn)。這些因素之間的相互關(guān)系如圖及很多民用領(lǐng)域都有著舉足輕重的作用,在目標(biāo)跟蹤、人1所示。機(jī)交互、交通管控、視頻檢索等領(lǐng)域都有實(shí)踐價(jià)值。但是,由于目標(biāo)本身方位變化導(dǎo)致的目標(biāo)本身外觀改變、周?chē)矬w和光線的變化等復(fù)雜因素的影響,目前提出的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)[1-4]檢測(cè)算法尚不能滿足各應(yīng)用領(lǐng)域的實(shí)踐需求。視頻系統(tǒng)中的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)的應(yīng)用前景非常巨大,市場(chǎng)需求

6、廣泛,所以受到了全球相關(guān)領(lǐng)域研究者的高度關(guān)注,比如麻省理工學(xué)院、斯坦福大學(xué)等等。國(guó)內(nèi)的一流高圖1相關(guān)對(duì)象間的關(guān)系校和相關(guān)研究機(jī)構(gòu)也對(duì)此做出了自己的貢獻(xiàn)。隨著計(jì)算在運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)的算法中,需要充分考慮到這些因素機(jī)圖像和視覺(jué)技術(shù)的快速發(fā)展,這方面的研究已經(jīng)取得了對(duì)算法結(jié)果的影響?，F(xiàn)在主要用的算法有光流法、背景減[1-4]巨大的進(jìn)展,很多研究者提出了自己的檢測(cè)算法。本[5-9]除法、幀差法以及各算法的改進(jìn)、變形,下面主要是對(duì)文就對(duì)目前比較常見(jiàn)的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)算法如光流法、背景三種算法的總結(jié)和研究。差分法、幀差法進(jìn)行分析、對(duì)比,并通過(guò)部分仿真實(shí)例來(lái)展1.2光流法

7、運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)現(xiàn)各算法的特點(diǎn)。Gibson于1950年首先提出了光流的概念。光流是指1運(yùn)動(dòng)目標(biāo)提取技術(shù)運(yùn)動(dòng)物體在空間的觀察成像平面上的像素運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度。由于在空間中,運(yùn)動(dòng)可以用運(yùn)動(dòng)場(chǎng)來(lái)表示,而在一個(gè)1.1概述圖像平面上,物體的運(yùn)動(dòng)往往是通過(guò)圖像序列中不同圖像運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)是智能分析技術(shù)的前期階段,通俗來(lái)灰度分布的不同體現(xiàn)的。因此,空間中運(yùn)動(dòng)場(chǎng)投影到圖像說(shuō),就是除去背景部分,將具體應(yīng)用領(lǐng)域中人們感興趣的[6]上我們就稱之為光流場(chǎng)。光流場(chǎng)反映了圖像上每一個(gè)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)摘取出來(lái),這樣可以很大程度減少后續(xù)過(guò)程的運(yùn)像素點(diǎn)的灰度的變化趨勢(shì),可看成是帶有灰度像素點(diǎn)在圖算

8、量,有助于準(zhǔn)確地對(duì)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)進(jìn)行分析。在目標(biāo)提取的像平面上運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的瞬時(shí)速度場(chǎng),也就是對(duì)真實(shí)運(yùn)動(dòng)的近似估計(jì)。但