监控视频中人体异常行为检测算法研究

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1、论文分类号：2学校代码：10708学号：1506035硕士学位论文ThesisforMaster’sDegree监控视频中人体异常行为检测算法研究李晓静指导教师姓名：亢洁副教授学科名称：模式识别与智能系统论文提交日期：2018年3月论文答辩日期：2018年5月学位授予单位：陕西科技大学申请工学硕士学位论文论文题目：监控视频中人体异常行为检测算法研究学科门类：工学一级学科：控制科学与工程培养单位：电气与信息工程学院硕士生：李晓静导师：亢洁2018年5月STUDYOFHUMANABNORMALBEHAVIORDETECTIONALGORITHMINSUR

2、VEILLANCEVIDEOAThesisSubmittedtoShaanxiUniversityofScienceandTechnologyinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringScienceByXiaojingLiSupervisor:AssistantProf.JieKangMay2018监控视频中人体异常行为检测算法研究摘要随着生活水平的提高与科学技术的发展，人们对社会公共安全的需求也愈来愈明显，简单的摄像头监控已满足不了人们对安全的需求。因

3、此，设计一种可以从大量的监控视频中快速找到有用信息的智能监控系统是监控系统将来的发展方向。人体异常行为检测作为智能监控系统的一部分逐渐受到大家关注。因此，对人体异常行为检测算法的研究是很有必要的。本文以机器视觉理论、图像处理理论和视频分析技术为基础，研究了视频中人体异常行为检测过程所涉及的三个关键技术：运动目标检测、运动目标跟踪以及异常行为检测。本文的主要工作可归结如下：（1）研究了一种基于均值背景与三帧差分的视频运动目标检测算法。在对几个常用目标检测算法研究的基础上，针对常用目标检测算法进行目标检测时常出现检测结果不完整，检测结果存在“空洞”等问题

4、，本文考虑将背景提取算法与三帧差分法相结合。通过将改进的均值背景提取法得到的视频背景加入到三帧差分的过程中得到了一种基于均值背景与三帧差分的目标检测算法。最后，对常用目标检测算法和本文算法进行了定性和定量评价。结果分析表明，本文所提算法检测结果的准确性和完整性均优于其他四种常用目标检测算法，且算法检测速度快。（2）研究了一种基于时空上下文（Spatio-TemporalContext，STC）与Kalman滤波的视频目标跟踪算法。通过对常用目标跟踪算法的仿真研究，分析了其优势与缺点。针对常用的目标跟踪算法在目标发生严重遮挡时跟踪失效的问题，本文考虑将

5、Kalman滤波机制与基于时空上下文的跟踪相结合，当目标发生严重遮挡时采用Kalman估计值作为Kalman的测量值对目标位置进行更新，消除了遮挡对目标跟踪带来的影响。并且将改进的目标跟踪算法作为跟踪器对视频中的几个目标同时进行跟踪从而完成了视频多目标跟踪的任务。最后，对常用目标跟踪算法和本文算法进行了定性和定量评价。结果分析表明，本文算法可以克服目标被严重遮挡时出现的跟踪失效问题，能够实现准确的目标跟踪且可以达到实时跟踪。（3）研究了人体异常行为检测算法。首先，本文将人体异常行为分成单人异常行为和两人交互异常行为。单人异常行为包括下蹲、昏倒等，两人

6、交互异常行为包括打架、抢包等。针对单人异常行为的行为特性，本文考虑I采用目标区域紧凑度与目标质心速度等特征来对视频中的异常行为进行检测；针对两人交互异常行为的行为特性，则考虑在目标区域有效光流场的基础上提取基于幅值加权的改进光流方向直方图特征，并根据方向直方图的熵来对人体异常行为进行检测。通过引入检测结果的异常识别率与异常误检率对本文算法与传统基于区域光流特征的异常行为检测算法进行对比分析，仿真结果表明，本文算法与传统的异常行为检测算法相比，其检测效果更好，可以实现对监控视频中人体异常行为的有效检测，且具有较低的误检率。关键词：智能监控，异常行为检测

7、，均值背景，时空上下文，区域特征，光流方向直方图IISTUDYOFHUMANABNORMALBEHAVIORDETECTIONALGORITHMINSURVEILLANCEVIDEOABSTRACTWiththeimprovementoflivingstandardandthedevelopmentofscienceandtechnology,people'sdemandforsocialpublicsafetyisbecomingmoreandmoreobvious.Simplecamerasurveillancehasnotsatisfiedpe

8、ople'sdemandforsafety.Therefore,thedesignofanintellige