检测跟踪文献综述.doc

近年来，智能视频监控技术的研究与应用备受人们关注。作为其基本处理部分，视频监控图像的运动目标检测是一个非常活跃的研究方向，属于计算机视觉领域的重要研究内容，在智能监控、视频压缩、自动导航、人机交互、虚拟现实等方面有着广泛的应用前景。 随着计算机软硬件技术的发展，计算机技术与监控技术相结合成为了一个新兴的应用研究方向。这种监控系统与传统意义上的监控系统的本质区别在十其智能性。视频监控的目的主要是用十对入侵者的监视、交通流量的监测，以及大门出入人员的保安监控等。传统的监控系统大都需要人工配合进行监控，存在各种问题。采用红外传感器等半自动的检测方法又存在对猫犬等动物产生误报警等问题。因此，对智能化的监控系统的研究就非常有必要。简言之，不仅仅用摄像机来代替人眼简单的获取现场图像信息，应用计算机技术来协助监控人员甚至代替监控人员来完成监控任务，从而既获得良好的监控效果，又大大地减轻监控中的人力投入。 由此可见，智能监控系统有着广泛的应用前景和潜在的市场价值。然而要使监控系统达到智能化，就必须使计算机能够从监控摄像机里所获取的视频图像序列中提取出感兴趣的目标，并对其进行目标分类和跟踪，从而达到对目标行为进行理解与描述的目的。 智能视频监控是计算机视觉领域一个新兴的应用方向和备受关注的前沿课题。视频监控技术的发展大致经历了以下二个阶段： (1)第一代视频监控系统:早期的视频监控都是以模拟设备为主的闭路电视监控系统，称其为模拟视频监控系统。通常采用同轴电缆的传输方式进行信号传输，但是这种模拟方式的传输要保证宽带信号具有高的信噪比和较小失真是十分困难的，所以第一代监控系统的可靠性和抗干扰性都较差，功能也相对简单。 (2)第二代视频监控系统:随着数字技术的发展，图像数据压缩编码技术及标准的改进，芯片成本的不断下降，数字视频监控系统也迅速发展起来。人们利用计算机的高速数据处理能力进行视频采集和处理，大大提高了图像质量，增强了视频监控的能力，提高了系统的可靠性，增强其可扩展性，其功能也越来越专业化、多样化。 (3)第二代视频监控系统:随着网络带宽、计算机处理能力和存储容量的迅速提高，以及各种实用视频信息处理技术的出现，视频监控进入了全数字化的网络时代，即全数字视频监控系统。该系统以网络为依托，以数字视频的压缩、传输和存储为核心，以智能实用的图像分析为特色，引导视频监控技术向智能化和网络化的方向不断发展。智能监控系统是采用图像处理、模式识别和计算机视觉技术，通过在监控系统中增加智能视频分析模块，借助计算机强大的数据处理能力，在不需要人为干预的情况下对拍摄到的图像序列进行动态分析，过滤掉视频画面无用的或干扰信息，自动识别不同目标，分析抽取视频源中关键有用信息，快速准确地定位事故现场，判断监控画面中的异常情况，并以最快和最佳的方式发出警报或触发其它动作，从而有效进行事前预警，事中处理，事后及时取证的全自动、全天候、实时监控的智能系统。 要完成智能视觉监控的任务，需要用到计算机视觉、模式识别、数字图像处理和人工智能等多门学科的知识。对运动目标的检测与跟踪就是其中的核心技术，处十整个视觉监控系统的底层，是各种后续处理的基础。运动目标的检测与跟踪技术不仅在智能监控系统中有重要应用，已经广泛应用十军事和工业机器人等多个领域中，因此对运动目标检测与跟踪的研究无疑是一项既有理论意义又有实用价值的课题。 一、目标跟踪的种类 （1）基于区域的跟踪 基于区域的跟踪方法首先要得到包含目标的区域模板,模板的提取一般通过图像分割获得或者是预先人为确定,模板通常为略大于目标的矩形,也可以是不规则形状,然后设定一个相似性度量,在序列图像中有哪些信誉好的足球投注网站目标,把度量取极值时对应的区域作为对应帧中的目标区域。由于提取的目标模板是以目标整体作为对象,它包含了较完整的目标信息,因而具有较高的可信度。由于该方法以目标的整体特征信息作为跟踪依据,所以在目标发生较小形变等情况下仍然可以准确的对目标进行跟踪;在目标未被遮挡时,跟踪的准确性和鲁棒性也较好。其缺点首先是这种方法需要对整个图像区域进行有哪些信誉好的足球投注网站,要求获取的信息较多,因此比较耗时,不能满足实际应用中视频监控实时性的要求,这种方法一般用于跟踪较小的目标或者对比度较低的目标;而且跟踪的目标变形不能太大,否则会导致跟踪精度下降甚至目标丢失;而且,当目标出现太大遮挡时,也容易造成跟踪目标的丢失。针对这些缺陷,近年来,对于基于区域跟踪方法研究最多的是如何处理包含目标的模板更新,以保证跟踪的连续性和稳定性。 （2）基于活动轮廓的跟踪 基于活动轮廓跟踪的基本思想是提取物体的边界轮廓作为轮廓模板,利用封闭的曲线轮廓来表达运动目标,在后继帧的二值边缘图像中跟踪目标轮廓。由于这种方法所使用的模板是目标轮廓,并且匹配。过程是在二值图像中进行,所以相对基于区域的跟