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東海大學
資訊工程與科學系
專題成果
監視系統之物件切割與陰影偵測
Object Segmentation and Shadow Detection for Surveillance System
指導老師:林正基教授
學生:942916陳俊廷
942960何乃如
942922王京郁
中華民國九十七年十二月
Abstract
本專題研究是針對監視系統所錄下的影片來做處理,首先是將來源影片分析成連續的單張影像,再針對單張影像來做後續的處理,包含影片的存取、轉成灰階、門檻值的設定影像中光影的連續和不連續性造成的影響來改善衍生破碎畫面1. Introduction 1
1.1 Motivation 1
1.2 Goal 1
2. Related Work and Background 2
2.1 RGB color space 2
2.2 YUV color space 3
2.2.1 U-V plane projection method 4
2.3 pixel-based 5
3. System Architecture 6
4. Proposal method 8
4.1 Segmentation 8
4.2 Shadow elimination 10
4.3 Morphology 13
5. Simulation Result 17
6. Conclusion 19
7. References 20
圖表目錄
圖 2-1 : 色彩平面 2
圖 2-2 : 色彩正方體表示圖 3
圖 2-3 : UV平面投影表示 4
圖 2-4 : 色相與飽和度向量表示 5
圖 3-1 : 程式流程圖 7
圖 41 : 演算法流程圖….…………………………………………………8
圖 42 : 上圖左方為原始影像,右方為segmentation處理後的影像 10
圖 43 : segmentation所造成的誤判情形 10
圖 44 : YUV色彩系統與RGB色彩系統的關係向量圖 11
圖 45 12
圖 46 : Morphology的各種運算與結果 13
圖 47 : Dilation運算情形表示 14
圖 48 : Erosion運算情形表示 14
圖 49 : opening示意圖 15
圖 410 : closing示意圖 15
圖 4-11 : Dilation………………………………………………………….16
圖 4-12 : Erosion………………………………………………………….16
圖 4-13 17
圖 5-A : 原始影片經Borland C++ Builder分析出來的影像 18
圖 5-B : 原始影像經過色彩系統轉換所呈現的灰階影像 18
圖 5-C : 直接作背景相減尚未經過其他處理的二值化影像 18
圖 5-D : 經過UV偵測,去除陰影的二值化影像 18
圖 5-E : 程式執行畫面 19
方程式目錄
方程式 2-1………………………………………………………………….4
方程式 4-1………………………………………………………………….9
Introduction
1.1 Motivation
隨著科技的發展,資訊日新月異,電腦運算能力越來越強大,影像技術的發展越來越成熟資料儲存設備的價格日趨降低,光學取像設備的逐漸普及,加上人工智慧技術日益成熟,使得視訊監控系統成為近年來大家所重視的項目。在過去資訊科技不發達的時代,監控環境的系統主要依賴閉路電視系統和人力來監視環境。故此種系統只能提供事後的錄影存證功能或要求人力注視於監視螢幕。前者只能提供事後的資訊,並不能及時提出偵測的資訊或於第一時間發出警告;後者的方式,系統的運作完全依賴人類感官的判斷,而會受到人類精神和感官疲累的影響,而有出錯或遺漏的可能性。智慧型視訊監控系統利用電腦視覺的方法,在不需要人為的操作之下,自動對攝影機所擷取的影像進行分析,進而對目標物進行偵測、追蹤、辨識和行為分析,如此一來若是有物品遺失,或疑似爆裂物的放置就會被偵測出來並且發出警告,可以減少人力的浪費以及增加成本效益。監控系統除了一般的監視功能之外,還要有自動偵測,自動辨識,自動警示等功能。配合現今之網路技術,能使監控範圍更加廣大,監控成本更加降低,操作環境更加便利。視訊監控系統的應用範圍非常廣泛,舉凡停車場、智慧型運輸系統ITS〕、公共場所、軍事應用、商業環境、社會照顧、交通資訊統計、核能安全、地區治安等,都是非常有潛力的發展項目。尤其隨著犯罪率的上升,治安方面的需求更是強烈,所以世界各國無不把視訊監控技術列為重要的研究課題。1.2 Goal
經過多年的發展,監控系統移動物體為主要偵測R
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