動態(tài)場景圖像序列中運動目標檢測與跟蹤.pdf

1、動態(tài)場景圖像序列是指具有因攝像機運動引起的背景圖像運動的圖像序列，檢測和跟蹤其中的運動目標是計算機視覺領域中基礎的、富有挑戰(zhàn)性的課題之一，在現代工業(yè)、國防和空間技術等領域有著廣闊的應用前景。它不僅僅局限于某個特定問題，而是跨越計算機科學、光學、數學、認知科學以及控制科學等，對它展開研究具有重要的實踐意義和理論價值。但是迄今為止這個課題仍然存在許多問題沒有解決，特別是當背景較復雜時問題將變得更加困難。本論文研究的目的是試圖將多分辨率分析、

2、分層思想、知識應用、預測判斷以及反饋推理等人類視覺常用的方法引入到本課題的研究中，尋求本課題一些關鍵問題的高效和準確的解決方法。 本論文主要對全局運動估計和補償、圖像序列穩(wěn)定、遮擋問題處理、軌跡預測、運動目標區(qū)域提取、目標檢測和跟蹤等進行了研究，并且獲得了一些有意義的成果。 本論文的主要創(chuàng)新性工作如下： 1．給出了信號錯位相似的概念、類四叉樹結構的圖像劃分方法以及圖像相似的判斷方法。通過這些處理將運動估計過程中復

3、雜的二維圖像運算轉化為一維投影信號進行處理，有效的降低了計算負荷。 2．給出了一種基于信號相似的圖像序列幀間全局運動估計方法。該法使用一種新的類四叉樹結構劃分圖像，通過逐漸聚焦以分割出滿足獨特性要求的圖像參照結構，從而將參照結構的選擇和圖像的粗匹配集成起來，使參照結構的選擇過程不依賴于圖像分割的結果，避免了額外開銷。 3．給出了一種基于場景圖像參考點3D位置恢復的全局運動補償方法。該法首先引入了一種層次化的運動模型以及基

4、于它的運動分割方法；然后利用各個層次的運動參數來估計對應這些層的投影矩陣，并且計算各運動層次的參考點在某個層的投影矩陣下的3D位置，根據同一景物在不同幀中參考點位置恢復值的變化特性來判別背景對應的運動層次和運動目標對應的運動層次，從而補償全局運動和分割運動目標。 4．給出了一種基于仿射不變量的運動目標遮擋檢測和跟蹤方法。該法首先給出了仿射不變量向量的構造方法，以及基于它的遮擋判決準則；然后結合被跟蹤目標的先驗知識，詳細討論了一

5、種軌跡線以及遮擋區(qū)域的預測方法；并在其基礎上修正依賴于仿射不變量向量的運動目標遮擋判決準則。 5．給出一種提取圖像序列中運動目標區(qū)域的新方法。該法首先對圖像序列進行差分；在對差分結果圖像的直方圖進行分析基礎上，自動選擇域值對差分圖像進行二值化；其次為了克服攝像頭抖動和背景抖動，采用對稱差分和鄰域濾波對運動目標進行定位；最后通過投影算法提取運動目標區(qū)域，并采取了雜塊去除和區(qū)域合并，使所提取的運動目標區(qū)域更為準確和連續(xù)。 6