视屏监控.ppt

视屏监控技术 计算机与通信工程学院 学号姓名：杨恒翔 视频监控技术 视频监控技术是为了满足银行、交通、化工厂等要害部门和社会领域的安防需要而发展起来的一门独立的技术。早期的监控主要基于本地模拟图像, 主要由摄像机、视频矩阵、监视器、录像机组成, 通过视频线、控制电缆连接, 但只能实现监视的效果, 不能自动报警。随着计算机多媒体技术与数字图像处理技术的发展, 现在的监控系统已经可以实现实时视频监控并自动报警。 一.视频监控系统的发展 视频监控系统的发展基本上是从早期的模拟闭路电视监控系统向数模结合视频监控系统和现在的数字视频监控系统的演变过程，而现在的数字视频监控系统根据技术的发展又分为数字化本地视频监控系统和数字化远程视频监控系统。 1.1模拟闭路电视视频监控系统 模拟监控系统发展较早，目前常称为第一代监控系统，主要由摄像机、视频矩阵、监视器、录像机等组成，系统特点：视频、音频信号的采集、传输、存储均为模拟形式，质量最高，技术成熟，系统功能强大、完善；但只适用于较小的地理范围，与信息系统无法交换数据，监控仅限于监控中心，应用的灵活性较差，不易扩展。 1.2基于微机平台的数字视频监控（DVR）系统 DVR是近几年迅速发展的第二代监控系统，采用微机和Windows平台，在计算机中安装视频压缩卡和相应的DVR软件，不同型号视频卡可连接1/2/4等路视频，支持实时视频和音频，除了完成传统监控功能，还可实现数字硬盘录像，并通过通信网络，将这些信息传到一个或多个监控中心。其特点是：视频、音频信号的采集、存储主要为数字形式，质量较高，系统功能较为强大、完善，与信息系统可以交换数据，应用的灵活性较好。 1.3基于嵌入式视频服务器的网络化数字视频监控系统 网络数字监控就是将传统的模拟视频信号转换为数字信号，通过计算机网络来传输，通过智能化的计算机软件来处理。系统将传统的视频、音频及控制信号数字化，以IP包的形式在网络上传输，实现了视频/音频的数字化、系统的网络化、应用的多媒体化以及管理的智能化。 二.视频图像预处理算法 由于受气候、光照、传感器及系统的非线性、目标快速移动等因素的影响，监控系统获得的图像质量不高，所以需要对视频图像进行预处理，图像处理技术主要是对图像进行增强、改善或修改，为图像分析做准备。图像的预处理不但能有效地消除噪声，改善图像质量，使图像清晰化，还对目标的识别及跟踪提供了一定的保证。 图像处理技术 图像的转换 图像滤波 灰度变换 三.视频目标检测 视频图像目标检测是将背景图像中出现的变化区域图像完整的分割出来，它是运动目标分析与识别的基础。快速、完整、准确地分割出运动目标图像可以保证后期运动目标跟踪参量测量的准确无误。 3.1运动目标检测 运动目标检测是自动跟踪系统的前提和关键，能否准确、有效地检测出运动目标直接关到到后续工作的难易程度和系统的整体性能。目前有很多标准的算法用于检测运动目标，具有不同的效果和复杂度。在实际应用中，运动目标的提取通常不是采用哪一种单一的算法，而是对某一算法进行改进或是综合几种算法以求达到更好的效果。典型的运动目标检测方法主要有以下三种算法：帧间差分法、背景差分法、光流法。光流法计算复杂，不适宜实时处理。这里我们只介绍帧间差分法和背景差分法。 3.1.1帧间差分法 对于许多应用来说，检测图像序列中连续帧图像的差异是非常重要的步骤。场景中任何可观察的运动都会体现在场景图像序列14的变化上，如果能检测这种变化，就可以分析其运动特性。帧间差分法运算过程如公式3.1所示。首先利用公式3.1计算两帧图像之间的差，得到差分后的图像Dk(x,y)。然后对差分图像Dk(x,y)进行二值化和数学形态滤波处理，并对结果Rk(x,y)进行区域连通性分析，当某一连通区域的面积大于某一给定阈值，则成为检测目标，并认为该区域就是目标的区域范围，就可以确定目标的最小外接矩形。 Dk(x,y)=∣fk(x,y)-fk-1(x,y)∣(3.1)其中fk(x,y)，fk-1(x,y)为连续两帧图像； 3.1.1帧间差分法 下面是图像连续帧间差分的效果： 3.1.2背景差分法 用来检测运动区域的一种技术，在背景已知的情况下，背景减法是一种有效运动目标检测算法。它的基本思想是：首先，用事先存储或者实时获取的背景图像序列为每个统计建模，得到背景模型fb(x,y)；其次，将当前每一帧图像fk(x,y)和背景模型fb(x,y)15相减，得到图像中偏离背景图像较大的像素点。后续处理步骤与帧间差分法相同，直至确定出目标的最小外接矩形。Dk(x,y)=∣fk(x,y)—fb(x,y)∣(3.3)其中，fk(x,y)为某一帧图像，fb(x,y)为背景图像，Db(x,y)为帧差图像。 3.2图像分割 图像分割就是把图