基于視頻的運動目標實時跟蹤和識別.pdf

1、基于視頻的運動目標實時跟蹤和識別是計算機視覺和人工智能研究領域的關鍵技術，在智能監(jiān)控、軍事領域等安全類應用和智能交通、手勢識別、人臉識別等非安全類應用中都有廣泛的應用。準確提取運動目標是視頻監(jiān)控的關鍵，物體的識別是智能視頻監(jiān)控的目的。因此，對基于視頻的運動目標實時跟蹤和識別的研究有很大的理論意義和實際應用價值。
　　 基于視頻的運動目標實時跟蹤和識別，首先從場景中獲取運動目標，然后對檢測到的運動目標實時跟蹤和識別。在運動目標提取

2、的過程中，因為陰影與運動目標有相同的運動規(guī)律，所以常作為運動目標的一部分被檢測出來。為了消除陰影對物體識別的影響，對陰影的消除算法進行了研究。運動目標的識別分為物體大小識別和同一物體不同狀態(tài)形狀的識別。物體大小識別包括物體距離攝像頭的距離、物體的尺寸。同一物體的不同狀態(tài)識別，以人手為研究對象，實現(xiàn)不同數(shù)字手勢的識別。在數(shù)字手勢識別的基礎上實現(xiàn)了猜拳小游戲。主要內容如下:
　　 1、陰影消除算法的研究。提出了一種改進的基于多顏色空

3、間的陰影消除算法，該算法根據(jù)視頻中像素點被陰影覆蓋和未被陰影覆蓋時色調的近似一致性和亮度值成線性關系的特性，利用多顏色空間中組成顏色的各顏色分量值在該顏色中所占的比例和亮度的相對變化率消除陰影。實驗表明，該算法與用（r，g，I)顏色空間去除陰影算法相比陰影去除效果好，并且能有效彌補運動目標空洞的現(xiàn)象，是對運動目標檢測算法的補充。
　　 2、基于距離圖像的單目測距。物體的大小識別，需要測量運動目標到攝像頭的實際距離、物體的尺寸。一

4、般情況下監(jiān)控區(qū)域中攝像頭是固定的，相應的監(jiān)控區(qū)域的場景也不會發(fā)生變化。根據(jù)這個已知條件和梅涅勞斯定理，利用小孔成像的原理，建立距離函數(shù)，計算監(jiān)控區(qū)域中所有的點到攝像頭的距離得到該監(jiān)控區(qū)域的距離圖像。反之，通過該距離圖像可以得到監(jiān)控區(qū)域中的點到攝像頭的距離。實驗表明，該測距方法測得的運動目標到攝像頭的距離相對誤差不大于3％。
　　 3、物體的識別。物體的識別分為物體大小識別和同一物體不同狀態(tài)形狀的識別。物體大小識別，利用距離圖像和

5、單目測距實現(xiàn)運動目標到攝像頭的距離測量和運動目標尺寸的測量。實驗表明，該測距方法測得的運動目標自身高度相對誤差不大于5％。同一物體的不同狀態(tài)形狀的識別，根據(jù)使用的視頻采集設備的不同和手勢提取、識別算法的不同，實現(xiàn)了兩種數(shù)字手勢的識別方法。一種是基于膚色分割的數(shù)字手勢模板匹配算法，利用該方法可以識別1～10這10種數(shù)字手勢;另一種是基于體感設備Kinect和OpenNI的數(shù)字手勢邏輯判別方法，利用該方法可以識別出0～5這6種數(shù)字手勢。在基