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《基于粒子濾波和卡爾曼濾波的復雜場景下視覺跟蹤》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在教育資源-天天文庫。
1、浙江大學碩士學位論文(2008)第一章緒論1．1論文研究的背景和意義人類感知外界信息，80％以上是通過視覺得到的。讓計算機具有視覺是人類多年以來的夢想。隨著信號處理理論的發(fā)展，人們試圖用攝像機獲得環(huán)境圖像并將其轉換成數字信號，用計算機實現對視覺信息進行處理。這就形成了計算機視覺這門學科。計算機視覺的研究目的是利用計算機代替人眼及大腦對于景物環(huán)境進行感知、解釋和理解。它是一門交叉性很強的學科，涉及計算機、心理學、物理學、信號處理和應用數學等。近二十年隨著各學科和計算機技術的發(fā)展，計算機視覺取得了蓬勃發(fā)展，在各領域取得了廣泛的應用。智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)是計算機視覺領域中近幾年來興起的
2、一個研究熱點。智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)是利用計算機視覺技術對視頻信號進行處理、分析和理解，并對視頻監(jiān)控系統(tǒng)進行控制，從而使視頻監(jiān)控系統(tǒng)具有像人一樣的智能。本論文研究的重點是利用計算機視覺技術在智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)中應用的一些關鍵技術，主要側重于智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)中視頻目標的跟蹤研究。所謂視覺跟蹤，就是指對圖像運動序列中的運動目標進行提取、識別和跟蹤，獲得運動目標的運動參數，如位置，速度，以及運動軌跡，從而進行進一步的處理和分析，實現對運動目標的行為理解。融合了圖像處理、模式識別、人工智能、自動控制等若干領域的先進技術。當今社會，智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)在民用和軍用中有著極大的應用前景。已融入到許多
3、住宅小區(qū)、停車場、街道、尤其是在銀行、機場安檢等關系到人們生命財產安全的特殊場合。智能視頻監(jiān)控的最終目的就是利用計算機視覺方法，在不需要人為控制的情況下，通過對攝像機拍攝的圖像序列能進行自動分析，對被監(jiān)控的場景中的變化進行定位、識別和跟蹤，并基于此分析和判斷目標的行為。在智能交通系統(tǒng)中，進行交通流量的控制，車輛異常行為以及行人行為判定等，都需要利用視覺跟蹤技術。實現智能交通系統(tǒng)，要解決的關鍵問題是如何準確地對行人和車輛進行提取和跟蹤，以及車輛運動軌跡判定和行人行為判定，Pai等人[1]還專門研究了十字路口的行人跟蹤以保證駕駛員安全駕駛。智能交通系浙江大學碩士學位論文(2008
4、)統(tǒng)也是目前計算機視覺研究中的一個熱點【2】。智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)在軍事上的一個重要應用就是對戰(zhàn)場環(huán)境中的敵方目標進行快速準確的搜索，以及能夠對快速變化的運動目標實施穩(wěn)定可靠的跟蹤，Tsao和Wen對此問題進行了討論和研究【3】。特別是精確制導武器的大量運用以及震撼效果，使得全世界都在加強這方面的研究。例如：AVS(AerialVideoSurveillance)系統(tǒng)【4】，在這一方面進行了大量研究。在醫(yī)學領域中，主要用于生物醫(yī)學圖像處理，通過不同時刻圖像之間的運動估計來獲取人體器官的運動變化信息，進而做出反映器官運動功能的描述，以便對病情進行檢測，為治療提供參考依據。由于超聲波
5、圖像中存在的噪聲經常會淹沒單幀圖像中的有用信息，使靜態(tài)分析十分困難，如果利用序列圖像中目標在幾何上的連續(xù)性和時間上的相關性，則得到的結果將更加準確。Ayaehe[5]等跟蹤超聲波序列中圖像中心臟的跳動，為醫(yī)生診斷心臟病變提供準確可靠的信息。Marais[6]等跟蹤核磁共振視頻序列中每一幀的掃描圖像的腦半球，最后將跟蹤結果用于腦半球的3D重建。視覺跟蹤技術除了在以上的應用之外，還可以應用到很多方面。例如：對于人體運動的視覺跟蹤，有大量文獻對這一問題進行了研究【7】。此外，視覺跟蹤技術應用于機器人視覺導航【8、9】，虛擬環(huán)境中的3D交互和虛擬人物角色的動作模擬實現等。1．2視覺跟
6、蹤的國內外研究現狀近些年來，隨著計算機硬件性能的不斷發(fā)展，基于圖像傳感器的視覺跟蹤技術獲得了迅猛發(fā)展，各種面向復雜應用背景的視覺跟蹤系統(tǒng)也隨之大量涌現。在1996年至1999年間，美國國防高級研究項目署(DARPA)設立了以卡內基梅隆大學為首聯合美國十幾所高等院校和研究機構參加的視頻監(jiān)控重大項目VSAM(VideoSurveillanceandMonitoring)【10】。主要目標是利用視頻理解、網絡通信、多種傳感器融合等技術實現對未來城市、戰(zhàn)場等進行自動監(jiān)控。DARPA在2000年又資助了重大項目HID計劃(HumanIdentificationataDistance)，
7、研究開發(fā)多模式的監(jiān)控技術以實現遠距離情況下人的跟蹤、分類和識別，以增強國防、民用等場合免受恐怖襲擊的保護能力。2浙江大學碩上學位論文(2008)在歐洲，歐盟EULTR(EuropeanUnionLongTermResearch)資助比利時Katholieke大學的電子工程系、法國國家計算機科學和控制研究院INRIA等歐洲著名的大學和研究機構聯合研究為警察、法庭等司法機關提供基于圖像處理的監(jiān)控系統(tǒng)【ll】。目標是提供圖像視頻處理、理解技術讓司法機關能從現有的監(jiān)控系統(tǒng)的錄像資料中獲得更多有用的犯罪證據。另外
