视频监控系统的设计和实现

论文摘要

随着计算机信息处理技术、视觉处理技术、多媒体技术的快速发展,计算机视频监控系统在国家安全方面所起到的重要作用越来越明显,受到了各界人士的广泛关注。而视频监控技术中运动目标检测技术是这个领域的重要研究方向,本论文通过对现有主流目标检测算法的研究,在总结和分析的基础上提出一种新的检测算法,能够实现背景有效更新,并应用于一个完整的智能视频监控系统中,使系统具备更好的检测效果。运动目标检测技术是计算机视频监控系统中首要的和关键的技术,它是以后计算机视觉技术和监控技术发展到更高级水平的前提。运动目标检测的目的是为了找到产生运动的区域,就是要实现在视频图像序列中提取真实监控场景中的前景运动目标,并对检测出来的运动目标进行分割。本论文首先对目前主流的视频检测算法,如光流法、背景差分法、帧间差分法、熵检测法进行实验分析与研究,比较优势与不足、适用范围、存在的问题及处理办法。在掌握背景差分法和帧间差分法的原理的基础上,进行结合,提出了使用于摄像机固定的运动目标检测方法,能够有效的进行背景更新,更精确的提取出运动目标,并能减轻由于外界光照条件、背景扰动、噪音等干扰因素造成的影响。试验表明,该算法准确,有很好的检测效果。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景和意义
• 1.2 计算机视频监控系统概述
• 1.3 计算机视频监控系统的研究意义
• 1.4 国内外研究现状
• 1.5 论文主要工作
• 1.6 论文安排
• 第二章 视频监控系统的相关理论与技术基础
• 2.1 常用运动目标检测方法
• 2.1.1 光流法
• 2.1.2 相邻帧差法
• 2.1.3 背景差分法
• 2.1.4 其他方法
• 2.1.5 算法比较
• 2.2 颜色模型
• 2.2.1 RGB 颜色模型
• 2.2.2 HSV 颜色模型
• 2.2.3 YUV 颜色模型
• 2.3 图像预处理
• 2.3.1 局部平均法
• 2.3.2 中值滤波
• 2.3.3 数据格式的转换
• 第三章 视频监控系统总体设计方案
• 3.1 需求分析
• 3.2 通用系统设计框架
• 3.3 系统总体结构
• 3.4 系统功能模块
• 3.5 系统开发环境
• 3.6 小结
• 第四章 视频监控系统功能模块的设计
• 4.1 DirectShow 视频采集
• 4.1.1 常用视频采集方案
• 4.1.2 DirectShow 系统框架
• 4.1.3 DirectShow 视频采集流程
• 4.2 图像预处理
• 4.2.1 中值滤波
• 4.2.2 灰度变换
• 4.2.3 直方图均衡
• 4.3 运动目标检测与识别
• 4.3.1 运动目标检测---累积差分
• 4.3.2 三帧差分的运动目标补偿
• 4.3.3 背景差分与背景更新
• 4.3.4 运动目标提取
• 4.4 运动目标跟踪
• 4.4.1 基于区域匹配的方法
• 4.4.2 基于特征匹配的方法
• 4.4.3 基于逼近函数的目标预测跟踪
• 4.5 本章小结
• 第五章 系统功能模块的实现与测试
• 5.1 DirectShow 视频采集实现
• 5.1.1 开发环境配置
• 5.1.2 视频采集代码实现
• 5.2 OpenCV 库的配置
• 5.3 系统功能与性能测试
• 5.3.1 运动目标提取测试
• 5.3.2 运动目标跟踪测试
• 第六章 总结与展望
• 6.1 论文完成的工作
• 6.2 论文的不足与进一步工作设想
• 致谢
• 参考文献