基于计算机视觉的高空抛物检测系统设计与实现

摘要

随着楼栋数量不断增加及楼层的不断增高，高空抛物产生的危害程度不断地增大，同时高空抛物近年来发生的频率越来越高，其被称为“悬在城市上空的痛”。为了妥善的解决高空抛物纠纷事件，本文通过计算机视觉技术实现高空抛物实时智能检测与定位。 高空抛物检测是智能视频监控系统应用之一，实现高空抛物实时监测、定位抛出位置、报警等功能。高空抛物检测系统实现包括图像预处理、运动目标检测、运动目标追踪、目标行为识别与抛物判定等技术。 首先针对高空抛物检测监控情况对图像进行图像灰度化处理和中值滤波预处理，去除图片的椒盐噪声等；然后分析运动对象检测和运动目标追踪方法，通过对运动对象检测方法的对比和运动目标追踪方法的对比，提出适用于高空抛物小运动目标检测方法以及小运动目标运动对象追踪方法。改进的ViBe算法能够达到实时的检测并解决相机晃动、背景缓慢变化等问题；改进卡尔曼滤波追踪方法能够对高空抛物小目标追踪有较好的效果，并追踪过程中剔除部分非高空抛物运动对象，提高高空抛物判断的效率；最后通过高空抛物运动先验知识，提出了一种基于曲线拟合的高空抛物运动目标行为识别方法，实现高空抛物目标识别并对高空抛物抛出位置的判定。 研究最后对高空抛物检测系统进行了系统架构的设计，通过单例、工厂等设计模式，并利用生产者-消费者模型进行模块之间的同步控制，实现系统功能。通过对高空抛物检测系统现场测试分析，抛物检测效果平均达到了90%。

目录

第一个书签之前

摘 要

Abstract

第1章 绪论

1.1 课题背景及意义

1.2 课题国内外现状

1.3 课题主要工作与结构安排

第2章 高空抛物检测需求分析与系统设计

2.1 高空抛物检测需求分析

2.2 硬件系统设计

2.2.1 相机选择

2.2.2 相机安装与布置

2.3 软件系统设计

2.3.1 系统模块设计

2.3.2 系统架构设计

2.4 本章小结

第3章 高空抛物检测方法研究

3.1 高空抛物检测方法的总路线

3.2 图像预处理方法

3.2.1 图片灰度转化

3.2.2 中值滤波

3.3 运动目标检测方法

3.3.1 运动目标检测

3.3.2 高空抛物运动目标检测需求

3.3.3 基于高空抛物的运动目标检测方法

3.4 运动目标追踪方法

3.4.1 运动目标追踪

3.4.2 高空抛物运动目标追踪需求

3.4.3 基于高空抛物的运动目标追踪方法

3.5 高空抛物判定方法

3.6 本章小结

第4章 高空抛物检测系统实现

4.1 图像采集模块

4.2 运动目标检测模块

4.2.1 图像预处理

4.2.2 ViBe运动目标检测

4.2.3 检测结果去噪

4.2.4 运动目标特征提取

4.3 运动目标追踪模块

4.4 多摄像头协同分析抛物判定与结果显示

4.5 抛物视频保存与回放

4.6 本章小结

第5章 高空抛物检测系统测试

5.1 高空抛物运动检测测试

5.2 多目标运动目标追踪测试

5.3 高空抛物检测系统试验结果

5.4 本章小结

第6章 总结与展望

6.1 工作总结

6.2 未来研究方向

致 谢

参考文献