基于头肩特征的人体实时检测与跟踪

基于头肩特征的人体实时检测与跟踪

论文摘要

本文对摄像头静止情况下的人体目标检测与跟踪进行了深入的研究,问题主要分为三部分:运动物体提取、人体目标检测和人体目标跟踪。在运动物体提取方面,本文对比了和研究了当前主流的几种方法,选取了三帧差法进行运动物体的提取,并且对传统的三帧差法进行了一些改进,使程序能自己计算分离阈值而不需要人为指定。再利用数学形态的一些基本操作修复前景图像和去噪,然后使用三次循环法标记出连通区域,用于后续检测。在人体检测方面,由于人体的头肩部分不易被遮挡和改变,所以本文使用人体的头肩特征作为检测特征,研究了如何使用人体垂直投影直方图来提取人体的头肩部分,并且使用二维主成分分析来提取出头肩特征以及进行后续检测,二维主成分法目前在人脸识别领域应用较广,其计算速度快且识别精度高,实验表明其在人体检测方面也能发挥很好的作用。在人体跟踪方面,本文使用了卡尔曼滤波器这一数学工具,利用包围人体的最小矩形质心的位置和速度初始化滤波器,最后完成了对人体目标的跟踪。实验表明本系统在检测率、误报率和实时性方面都能满足基本的要求,但也存在一些需要改进的地方。

论文目录

  • 提要
  • 第1章 绪论
  • 1.1 研究意义及背景
  • 1.2 国内外研究现状
  • 1.3 目前人体检测的难点
  • 1.4 本文研究内容及结构
  • 1.4.1 本文研究内容
  • 1.4.2 本文结构
  • 第2章 运动目标提取与处理
  • 2.1 运动目标提取
  • 2.1.1 背景差分法
  • 2.1.2 帧间差分法
  • 2.1.3 光流法
  • 2.1.4 提取方法对比与选取
  • 2.2 运动目标处理
  • 2.2.1 形态学处理
  • 2.2.2 实验结果
  • 2.3 连通区域标识
  • 第3章 基于头肩特征的人体检测
  • 3.1 头肩模型提取
  • 3.1.1 基于垂直投影直方图的人体头肩模型提取
  • 3.1.2 实验结果
  • 3.2 头肩特征提取
  • 3.2.1 图像特征概述
  • 3.2.2 主成分分析法
  • 3.2.3 二维主成分分析法
  • 3.2.4 基于2DPCA 的头肩特征提取
  • 3.3 样本库制作
  • 3.4 基于头肩特征的人体检测
  • 3.4.1 检测流程
  • 3.4.2 矩阵相似度
  • 3.4.3 人体检测
  • 3.5 实验数据
  • 3.6 检测结果
  • 3.7 对于多人检测的一些探索
  • 第4章 人体目标跟踪
  • 4.1 人体目标跟踪方法概述
  • 4.2 基于卡尔曼滤波器的头肩跟踪
  • 4.2.1 卡尔曼滤波器
  • 4.2.2 基于卡尔曼滤波器的头肩跟踪
  • 4.3 跟踪结果
  • 4.4 多人体目标跟踪
  • 4.4.1 帧间关系矩阵
  • 4.4.2 跟踪结果
  • 第5章 总结与展望
  • 5.1 本文工作总结
  • 5.2 人体检测与跟踪展望
  • 参考文献
  • 致谢
  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 相关论文文献

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