基于視頻的云臺鏡頭目標(biāo)自動跟蹤算法研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、基于視頻的云臺鏡頭目標(biāo)自動跟蹤是智能視頻監(jiān)控中十分重要的研究領(lǐng)域。它改變了傳統(tǒng)云臺鏡頭跟蹤目標(biāo)需要人工實(shí)時操作鍵盤來控制云臺轉(zhuǎn)動和鏡頭變倍的方法,建立了云臺自動跟蹤模型和鏡頭自動變倍模型,從而始終將目標(biāo)以合適的比例鎖定在畫面中心,以便于監(jiān)控人員更直觀的察看。
　　 首先選定監(jiān)控區(qū)域的目標(biāo)進(jìn)行跟蹤,然后根據(jù)目標(biāo)的運(yùn)動狀態(tài)信息,利用本文提出的云臺鏡頭自動跟蹤目標(biāo)的算法,自動控制云臺轉(zhuǎn)動對目標(biāo)進(jìn)行實(shí)時的全方位跟蹤,同時調(diào)節(jié)鏡頭的變倍,

2、對目標(biāo)的尺寸進(jìn)行放大和縮小,使得目標(biāo)始終以合適比例鎖定在畫面中心,最終實(shí)現(xiàn)基于視頻的云臺鏡頭目標(biāo)自動跟蹤。本文的主要研究工作內(nèi)容有:
　　 (1)建立了目標(biāo)的運(yùn)動軌跡,設(shè)計出一種Kalman濾波器和Camshift算法相結(jié)合的方法對每幀圖像中的監(jiān)控目標(biāo)進(jìn)行鎖定并記錄其位置坐標(biāo),通過連接每幀的目標(biāo)位置,建立起目標(biāo)的運(yùn)動軌跡。
　　 (2)建立了云臺自動跟蹤模型。根據(jù)目標(biāo)的運(yùn)動軌跡,云臺進(jìn)行自動目標(biāo)跟蹤。當(dāng)目標(biāo)的水平移動距離

3、和垂直移動距離都大于云臺的最小轉(zhuǎn)矩距離時,使用本文提出的階梯轉(zhuǎn)動規(guī)則,云臺進(jìn)行水平方向和垂直方向交替轉(zhuǎn)動進(jìn)行實(shí)時跟蹤。當(dāng)目標(biāo)的水平移動距離小于云臺的最小轉(zhuǎn)矩距離,垂直移動距離大于云臺的最小轉(zhuǎn)矩距離時,云臺在水平方向上不轉(zhuǎn)動,只進(jìn)行垂直方向的轉(zhuǎn)動。當(dāng)目標(biāo)的水平移動距離和垂直移動距離都小于云臺的最小轉(zhuǎn)矩距離時,云臺水平方向垂直方向都不轉(zhuǎn)動。通過云臺自動跟蹤模型,系統(tǒng)將目標(biāo)實(shí)時鎖定在畫面中央。
　　 (3)建立了鏡頭自動變倍模型。規(guī)定

4、目標(biāo)在畫面中一個合適的面積尺寸,若目標(biāo)在畫面中尺寸與合適尺寸的差值絕對值超過規(guī)定的面積閾值,則鏡頭需要變倍。計算兩者的比值,根據(jù)鏡頭此時倍數(shù),得出鏡頭需要調(diào)整的倍數(shù)。按照鏡頭的倍數(shù)變化曲線,計算鏡頭需要變倍的時間,從而拉近或推遠(yuǎn)鏡頭至該時間,完成鏡頭的自動變倍。通過鏡頭自動變倍模型,使得監(jiān)控目標(biāo)始終以合適的尺寸顯示在畫面中。
　　 (4)程序?qū)崿F(xiàn)了云臺鏡頭自動跟蹤目標(biāo)算法,通過在云臺鏡頭可變監(jiān)控系統(tǒng)平臺上,對多組視頻中的運(yùn)動目標(biāo)