视频序列中人体运动目标的检测与跟踪研究-毕莎莎.doc

视频序列中人体运动目标的检测与跟踪研究 信息学院 信研11 毕莎莎 612081002004 摘要： 本文提出的算法是在 Linux系统Fedora8、GCC编译器平台上进行设计的，通过实验验证了算法的可行性，并且我们提出的算法大大提高了运动目标检测和跟踪的准确度，减少了计算量，提高了系统的实时性。 该系统算法分为三部分：首先利用图像帧差进行运动目标的提取；然后利用模式识别分析目标的特征，对目标进行分类；最后得到目标的形心，对人体目标进行匹配、跟踪并计数，实时给出越过计数线的人数。实验证明该算法简单可行，统计数据具有较高的正确率。 关键词：帧间差分；运动检测；目标跟踪，计数； 1、绪论 1.1 课题相关背景 目标的识别与跟踪是基于对一个图像序列的研究，从序列图像中检测到运动的目标，并且对目标运动的规律加以预测，实现对指定的目标进行准确且连续的跟踪。其目的是通过计算机视觉从复杂的变化的背景环境中准确识别出所需的运动目标，提取稳定的目标特征，并对目标的位置和姿态等信息进行快速实时的跟踪。随着计算机处理能力的显著提高，该技术在众多领域都有越来越广泛的应用。 1.2 项目简介 本项目利用图像处理和模式识别的方法研究并设计了基于视频的客流量统计系统。本文提出的算法是在 Linux系统Fedora8、GCC编译器平台，利用海康威视的采集卡及摄像头进行设计的，通过实验验证了算法的可行性，并且我们提出的算法大大提高了运动目标检测和跟踪的准确度，减少了计算量，提高了系统的实时性。 2、相关知识介绍 2.1 Fedora8系统 本项目之所以选择Fedora8系统主要是因为：fedora8的系统内核和海康威视采集卡DS4008HS驱动要求的内核相匹配；另外此项目运行时，要长期处在工作的状态，需要比较稳定的操作系统。而Linux系统Fedora8比较稳定；可移植性较好；具有安全性的服务器，很少会感染病毒，所以本项目选择了此操作系统。 2.2 C语言介绍 C语言的特点：1)语言表达能力强语言简洁、紧凑，使用灵活，易于学习和使用。3)数据类型丰富，具有很强的结构化控制语句。4)语言生成的代码质量高。5)语法限制不严格，程序设计自由度大。6)可移植性好。用C语言编写的程序基本上不作修改就能用于各种型号的计算机和各种操作系统。海康DS4008HS：1、提供完整的SDK开发包、DEMO演示软件及其源程序，SDK与H卡兼容SDK包含了板卡开发软件、播放器开发软件、网络开发软件、MediaPlayer控件。InitDSPs()；初始化DSP ChannelOpen()；通道打开，本项目使用的是第4通道 ChannelClose()；通道关闭 RegisterImageStreamCallback()；注册数据 void ImageStreamCallback(unsigned int channelNumber, void* context) 中断函数,每40ms调用一次，即每秒调用25次 2、支持Windows 2000/XP/2003，Linux操作系统。　3.1系统设计思想 本系统选用海康威视的采集卡，摄像头，在装有Fedora8系统的计算机上进行开发。在终端中使用命令对程序进行编译和调试。当程序运行时，可以在界面观察到摄像头所录入的视频，及在我们所添加的窗口中看到相关的处理信息。 3.2系统需求分析 1）首先对界面进行修改与设计，方便显示跟踪及计数的信息 2）可以准确跟踪到某一运动物体。 3）对经过某一区域的人进行计数。 4）可适用于超市，或大卖场等的入口及出口处，对客流量进行统计 3.3系统功能模块 整个系统设定的主要功能模块有：图像预处理，人体跟踪模块，计数模块 图像预处理：膨胀、腐蚀、滤波 等 人体跟踪：跟踪到人体的运动坐标及轨迹 计数：对进入某一区域的人进行计数 3-1系统流程图 3.4界面的设计 GTK是用于实现图形用户接口的函数库。一般情况下，如果要创建普通的图形接口应用程序，使用GTK就可以了。GTK+和Gnome构件库提供了极为丰富的构件，足以构造非常复杂的用户界面。但是，如果需要开发新构件，或者要创建绘图程序，仅使用GTK就不够了。这时可以采用Xlib ，更好的方法是使用GDK库，它可以应付绝大多数的编程需要。 初始界面的显示： 图3-2 初始界面 当按下preview按钮时，显示如下： 图3-3 Preview 图像 4、运动物体的检测 4.1 帧间差分法原理 在众多基于运动图像序列检测的算法之中，帧间差分法是依据相邻两帧图像间的强相关性而提出的检测算法。所谓帧间差分法，是指将相邻两帧图像中的相应像素点的灰度值进行相减，若其差值较小，可以认为该点无运动目标;相反，若灰度差值较大，则认为有运动目标。 4.2帧间差分法实现 Y