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视频序列中运动目标提取与跟踪技术的研究

作　者: 姜超
导　师: 仲崇权
学　校: 大连理工大学
专　业: 测试计量技术与仪器
关键词: 背景提取运动目标提取阴影检测数学形态学运动目标跟踪
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 366次
引　用: 7次
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内容摘要

运动目标提取与跟踪技术有广泛的应用前景,吸引了国内外大批专家学者参与研究,取得了大量的成果。在这些成果的基础上,以视频序列图像为处理对象,对背景建模,目标提取,阴影检测,目标跟踪等问题作了一定的研究,主要工作如下:通过VFW软件开发包,获取包含运动目标的视频序列。为准确提取运动目标,选择背景差分法作为目标提取的基础,采用OTSU算法动态确定阈值对差分图像进行分割,得到前景运动目标区域和背景区域;分析相关背景建模方法,采用中值法进行背景提取,并在目标提取后结合前景和背景坐标选取权重进行实时的背景更新。检测阴影时,在RGB色彩空间阴影检测算法已有的亮度和归一化判据基础上,增加了八邻域校验判据进行阴影检测,利用像素替代法把阴影区域像素值替换为对应的背景像素值,实现阴影去除;通过形态学处理,滤除掉图像中的噪点和不连续的边缘。在目标跟踪时,改进运动目标搜索匹配算法,构造等级匹配模型,采用直方图模板匹配完成目标跟踪试验结果表明,该方法能够提取出清晰的背景帧,有效抑制阴影和噪点对运动目标正确匹配的干扰,提高正确匹配的概率,依据改进的搜索匹配策略能快速定位运动目标,提高匹配速度。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
1 绪论  9-13
  1.1 课题研究的背景和意义  9-10
  1.2 国内外研究现状  10-12
  1.3 论文的主要工作  12-13
2 图像处理方法简介  13-17
  2.1 图像平滑滤波  13-14
    2.1.1 滤波基本概念  13
    2.1.2 滤波常用方法  13-14
  2.2 图像分割  14-16
  2.3 图像匹配  16
  2.4 小结  16-17
3 运动目标提取  17-30
  3.1 目标提取概述  17-18
  3.2 运动目标提取算法  18-20
    3.2.1 背景减除法  18-19
    3.2.2 帧差法  19
    3.2.3 光流法  19-20
  3.3 背景提取与更新  20-26
    3.3.1 背景提取算法简介  21-24
    3.3.2 改进的中值背景建模算法  24-26
  3.4 阈值分割  26-28
    3.4.1 二值化  26-27
    3.4.2 动态阈值选取  27-28
  3.5 运动区域标记  28-29
  3.6 小结  29-30
4 阴影消除及滤波  30-42
  4.1 色彩空间简介  30-33
    4.1.1 颜色  30
    4.1.2 RGB颜色空间  30-31
    4.1.3 HSI颜色空间  31-32
    4.1.4 颜色空间的转换  32-33
  4.2 阴影的检测和去除  33-38
    4.2.1 阴影简介  33
    4.2.2 阴影检测算法  33-35
    4.2.3 改进的阴影检测算法  35-38
    4.2.4 阴影去除  38
  4.3 形态学滤波  38-41
    4.3.1 图像的腐蚀与膨胀  39-41
    4.3.2 开运算和闭运算  41
  4.4 小结  41-42
5 运动目标跟踪  42-55
  5.1 目标跟踪算法简介  42-44
    5.1.1 基于区域匹配的跟踪方法  42-43
    5.1.2 基于模型的目标跟踪方法  43
    5.1.3 基于特征的跟踪方法  43-44
  5.2 运动目标建模和搜索算法  44-48
    5.2.1 运动目标状态概述  44-45
    5.2.2 运动目标模型  45-46
    5.2.3 改进的搜索匹配算法  46-48
  5.3 目标匹配算法  48-54
    5.3.1 互相关匹配跟踪算法  49-50
    5.3.2 基于直方图的模板匹配算法  50-52
    5.3.3 目标匹配跟踪  52-54
  5.4 小结  54-55
6 系统设计与测试  55-63
  6.1 硬件平台  55-56
    6.1.1 系统硬件组成结构  55
    6.1.2 计算机和摄像头参数  55-56
  6.2 软件平台  56-57
    6.2.1 软件开发环境  56
    6.2.2 图像数据格式  56-57
  6.3 系统功能模块测试  57-63
    6.3.1 系统结构  57
    6.3.2 视频采集  57-59
    6.3.3 背景提取  59-60
    6.3.4 目标提取  60-61
    6.3.5 阴影去除及滤波  61-62
    6.3.6 目标跟踪  62-63
结论  63-64
参考文献  64-67
攻读硕士学位期间发表学术论文情况  67-68
致谢  68-69

视频序列中运动目标提取与跟踪技术的研究

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