Matlab视频中的运动目标检测方法研究(2)
附录A 程序的m文件 18
致 谢 21
参 考 文 献 22
1 绪论
1.1 研究背景及意义
计算机视觉的研究目的是利用计算机代替人眼及大脑对景物环境进行感知，解释和理解。计算机视觉是一门交叉性很强的学科，涉及计算机、心理学、物理学、信号处理和应用数学等。近二十年随着各学科和计算机技术的迅猛发展，计算机视觉得到了蓬勃发展，在各领域得到了广泛应用[5]。智能视觉监控系统是计算机视觉领域热门的一个应用方向。智能视觉监控系统利用计算机视觉技术对视频信号进行处理，分析和理解，并对视觉监控系统进行控制，从而使视觉监控系统具有像人一样的智能。嵌入式计算，无线通信和传感器技术的迅速发展，使人们能够非常方便地采集，传输和存储音、视频数据。海量数据及时，准确的分析与理解，将在安全、反恐、国防、智能交通、医疗监护、遥感等领域发挥重要作用，例如在复杂环境下检测和识别人体活动，进而对其行为和意图做出分析,以便对可能发生的异常、危险事件进行预测或判断并对可能的安全威胁进行分类、评价和预测等[6]。图1.1给出了一般视觉监控系统的算法结构框图。
视频运动目标检测与跟踪是视觉监视系统的关键技术，处于整个系统的底层，是个种后续高级处理如视频分析、视频编码、视频检索以及视频监控等应用基础。运动目标检测是指从视频流中实时提取目标而运动目标跟踪是指对目标进行连续的跟踪以确定其运动轨迹。视频运动目标的自动跟踪依赖视频运动目标检测的结果。视频图像处理的首要任务是从视频图像中检测出运动目标，通过时间和空间上的冗余信息，将背景和运动目标区分开。因此，研究视频运动目标的检测具有很大的现实意义和应用价值，如何有效地对背景和目标进行准确分离仍然是目前多数学者研究的重点[5]。
本课题以多媒体系统的交互式人机界面开发为背景，本毕业设计的目标是设计和开发一个基础的移动物体检测和跟踪系统。当用户输入的视频文件之后，系统会自动提取视频中的移动的物体，计算它们的边界框和数量。通过本课题，使学生熟悉并掌握运动目标检测的相关理论和技术。并且还可以培养和锻炼学生的自学（如相关资料的查找）和计算机编程能力（如开发工具的熟悉和应用）以及论文撰写、外文资料翻译等能力。
图1.1 一般视觉监控系统算法结构框图
智能视觉监控技术的核心主要是针对具体应用场景所设计的各种处理视频或图像数据的算法。图1.2示意了三种视频运动目标检测技术的应用场合：图1.2(a)示意了视觉监控技术用于高速公路运动车辆的检测；图1.2(b)示意了视觉监控技术对路上行人进行检测的一种应用；图1.2(c)为在景区监控场合对森林火灾进行报警的一种应用。
(a)运动车辆检测 (b)行人检测 (c)森林火灾检测
图1.2 智能视觉监控应用举例
1.2 视频运动目标检测的研究现状
1.3 论文研究内容及章节安排
1.3.1 论文研究的内容
本论文研究内容是在Matlab环境中实现采用背景减法原理对静态背景下的运动目标进行检测与跟踪。本课题以多媒体系统的交互式人机界面开发为背景，设计的目标是设计和开发一个基础的移动物体检测和跟踪系统。当用户输入的视频文件之后，系统会自动提取视频中的移动的物体，计算它们的边界框和数量。最终的毕业设计完成结果将是一个独立的可执行文件，可以在Windows机器运行。同时对于给定的测试视频有较好的测试结果。