智能视频监控中行人检测与跟踪技术的分析与实现

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1、万方数据浙江j『：业人学硕十学位论文第1章绪论1．1研究背景与意义进入21世纪，随着国家经济的大力发展，人们生活水平质量也不断地提高，对自身所处生活环境的安全要求也越来越强烈，所以在国家现代化建设过程中，对公共安全管理的呼声也越来越高。传统的视频监控系统具有局限性[I’3】，仅能完成捕获、存储和分发功能，异常行为事件的检测与分析等任务都需要人力的操作才能完成，所以需要大量的人力资源，这也导致了一系列的问题。主要问题包括：(1)数据分析困难【41。由于传统监控视频系统不具备智能性，无法对海量的数据进行自动分析，要依靠人力的操作，导致人力资源的大量耗费，而且会出现很多错误的分析。(2)漏报现象突出

2、【51。由于人工的低效以及人本身生理原因的限制，我们经常很难发现不太明显的错误，所以易出现漏报现象。(3)处理事件时问长【61。因为视频的监视和处理都是依靠安全人员，响应时间较长。在很多特殊情况下，只有在较短时间内处理事件，才能保障群众的人身和财产安全。近年来，伴随着计算机视觉技术、通信技术、电子技术领域的迅速发展，智能视频监控系统业务也得到了长足发展【71。智能视频监控的核心内容是智能识别算法，主要包括运动检测、目标分类、目标跟踪、行为分析[8'9】。运动检测与分类的快速准确性属于智能视频系统的前端工作，将会影响整个系统的性能与运用实践。智能视频监控中的行人检测和跟踪技术可应用到众多领域如智

3、能交通、人机交互、智能家庭、民用监控、军事领域等[10d2】。此外还可以用于医疗监视和视频检索等众多领域，如当住院病人不小心摔倒或者发生其他意外时，系统能自动拨打求救电话进行及时施救【13l：或者当夜晚病房值班时突然有人闯入，系统会自动通知相关人员，确保病人的休息与安全Il4

4、。综上，智能视频监控系统凭借其强大的智能性、全天候性【j5l，节约了大量的人力资源，提高了视频监控系统的可靠性与及时性，正逐渐应用于商场、酒店、交通、公园、银行等高安全要求的场合地点。智能视频是近些年研究的重点领域之一。研究智能视频监控的行人检测与跟踪具有重要的现实意义和应用价值。万方数据浙江一『：业大学硕士学位论文1．

5、2国内外研究现状目前，智能视频监控技术的研究已经发展了几十年，取得了一定的成绩。计算机智能视频监控技术主要涉及有：图像运动目标检测、目标分类识别、目标跟踪和目标行为的分析与理解。近几年，随着市场对智能视频监控等领域的迫切需要，国内外众多的知名高校、研究机构、公司等纷纷投入了大量的资金和人力对计算机视觉领域的研究，获得了颇多研究成果，分类陈述如下。1．2．1主要研究机构(一)国外机构国外对智能视频监控的运动目标检测和跟踪技术研究比较早，chandler等人[16，171早在1970年研究双向同轴电缆通信问题一文中就提到了视觉监控信息的传送问题。随后的二十年，研究发展相对比较缓慢，直到20世纪90

6、年代才开始呈现快速增长的趋势。在这期间主要的项目有：(1)在20世纪90年代末，美国国防高级研究项目组成立视觉监控项目【181，主要由美国一些高等院校参与，其中就包括麻省理工学院、卡内基梅隆大学等，主要研究民用和军用视频理解技术【19】；美国国防高级研究项目组在2000年又资助了重大项目HID计划，主要研究视频远距离情况下人的检测识别技术[201。(2)实时视频监控系统w4㈨由美国马里兰大学研发，其中w4代表w110，when，where和Ⅵmat，该系统能够在室外环境中对多人的活动进行检测、跟踪、监视、定位，不仅能实现多目标跟踪，而且可以理解简单的行为事件。目前，行人检测和跟踪技术受到诸多研

7、究者的重视，在国外已创建很多大型机构和研究所从事该领域工作。IEEE从1998年起开始资助国际视频监控系统研讨会，国际上的权威期刊以及重要的学术会议，均将智能视觉监控作为主体内容，其中运动目标检测与跟踪技术占了较大比例。当下智能交通技术的不断发展对我们生活产生了重大影响，德国、美国、英国对目标检测和跟踪等相关技术的研究投入了大量的物力和人力。所以智能交通中涉及到的运动目标检测与识别、运动目标的跟踪、行为的理解等问题都将成为该计划中新的研究难点和热点。(二)国内机构国内的高等院校和研究机构发展速度很快，其中中国科学院的国家重点实验室的视觉监控研究组对这领域做出了巨大的贡献，他们在运动视觉监控、行

8、为模式识别、交通场景的视觉监控等研究方面提出了很多有价值的观点。国内其他高等院校、科研院所也万方数据浙江一r业大学硕士学位论文在开展研究工作，如浙江大学、清华大学、哈尔滨工业大学等，也都取得一定的成绩。比如说浙江大学的人工智能重点研究所，他们采用单目视频图像序列对人体没出现被遮挡部位的动作进行跟踪㈤，缺点是对严重遮挡区域的动作失去准确评估能力，而且手工标注中容易产生主观因素的干扰；清华大学成功地开