多摄像机分布式监控中运动目标跟踪的研究与系统实现

摘要

近年来,目标跟踪已经成为机器视觉、人工智能、视频处理等科研领域的热门课题。但单摄像机观察角度单一、视角范围有限,无法在大范围中对目标进行长期稳定的跟踪,因此,多摄像机的跟踪模式成为了现代工业监控的一个主流趋势。
　　为了提高目标跟踪的鲁棒性,实现在大范围的场景中对目标进行稳定的跟踪,本文提出了分布式多摄像机运动目标跟踪体制。多摄像机目标跟踪包括了目标检测、单目跟踪、目标交接及多摄像机通信、协调方面等内容。在系统初始化阶段,系统先采用图像配准技术计算各个摄像机之间的画面投影关系。系统采用高斯背景建模和Kalman滤波对单摄像机中的运动目标进行检测和跟踪,当有运动目标进入画面重叠区域时,系统将根据获得的摄像机投影参数进行目标交接。最后,所以算法均已移植到DSP平台上并优化至实时。在系统整体框架上,采用主控端和监控端的设计,用Microsoft Visual C++2008编写了主控端的程序,同时使用C语言实现了监控端的程序,并使用TCP/UDP协议实现主控端和监控端以及多摄像机之间的通信。最后,在不同的环境下对分布式摄像机下运动目标跟踪系统进行了测试。测试结果表明,本系统具有良好的鲁棒性和实时性。

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第一章 绪论

§1.1 选题的背景和意义

§1.2 国内外研究状况

§1.3 应用前景与技术难点

§1.4 本文主要内容

第二章 背景重建及运动检测

§2.1 背景重建算法概述

§2.2 运动目标检测

§2.3 形态学滤波及目标提取

§2.4 本章小结

第三章 单摄像机下的目标跟踪

§3.1 运动跟踪基本问题

§3.2 运动状态的预测

§3.3 本章小结

第四章 多摄像机分布协作式目标跟踪

§4.1 多摄像机系统的标定及配准

§4.2 目标交接算法

§4.3 目标遮拦处理

§4.4 多摄像机同步

§4.5 本章小结

第五章 多摄像机分布协同式智能监控系统设计与实现

§5.1 概述

§5.2 系统组成与设计方案

§5.3 网络通讯

§5.4 系统硬件设计

§5.5 DSP系统软件设计与优化

§5.6系统评测

§5.7本章小结

第六章 总结与展望

§6.1 本文总结

§6.2 未来工作展望

参考文献

作者在攻读硕士期间主要研究成果

附录 系统硬件外观