基于运动特征的视频目标跟踪算法研究

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1、分类号TP391学校代码10590UDC620密级公开深圳大学硕士学位论文基于运动特征的视频目标跟踪算法研究学位申请人姓名张春宇专业名称信息与通信工程学院（系、所）信息工程学院指导教师姓名谢维信教授深圳大学学位论文原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文基于运动特征的视频目标跟踪算法研究是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写的作品或成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律后果由本人承

2、担。论文作者签名：日期：年月日摘要随着智能视频监控技术的快速发展，研究运动目标跟踪算法成为视频监控领域的一个重要课题。目标跟踪技术广泛应用于智能交通、目标分类、人机交互及虚拟现实等诸多领域，对其深入研究具有重要的理论价值和实际意义。本文主要对静态复杂场景下的行人目标跟踪问题进行研究，具体工作和研究内容如下：首先，本文对运动目标检测的常见算法及预处理方法进行理论分析和实验验证，重点研究光流法和背景建模法，为后续的目标提取及特征描述提供基础。针对目标颜色分布相似时的目标丢失问题，本文提出一种融合颜色特征和运动特征的粒子滤波跟踪算法(C

3、FMF-PF)。该算法首先按照偏离角度计算目标每个像素点的运动方向；然后统计目标像素点的运动方向获得运动方向直方图，得到目标的运动特征；最后融合颜色特征和运动特征，对目标进行粒子滤波跟踪。实验数据表明，提出的算法和基于颜色特征的粒子滤波跟踪算法相比，能解决目标颜色分布相似时的跟踪失败问题，且其跟踪精度更高，跟踪误差更小。针对静态摄像头下的行人多目标跟踪问题，提出一种基于运动特征的多目标跟踪算法(MF-MOT)。该算法首先计算每一帧目标的运动特征和质心距离，建立相邻两帧之间的目标运动特征匹配矩阵和质心距离关联矩阵；然后将这两个矩阵对

4、应元素逻辑与得到相邻两帧目标之间的关联矩阵；最后根据此关联矩阵进行推理获得目标运动情形，对不同的目标运动情形采用相应的处理方法。实验结果表明，该算法能够有效地关联运动目标，改善复杂环境下多目标关联的效果。最后，在上述目标跟踪算法研究的基础上，设计了一种多目标跟踪实验系统。该系统实现了运动目标跟踪及目标查询浏览等功能，验证了本文算法的有效性，同时也为后续目标行为分析奠定了基础。关键词:运动特征;运动目标跟踪;粒子滤波;数据关联IAbstractWiththerapiddevelopmentoftheintelligentvideos

5、urveillancetechnology,movingtargettrackingbecomesanimportanttopicinvideosurveillancefields.Thetargettrackingtechnologywhichhasbeenwidelyappliedinintelligenttransportation,objectclassification,human-computerinteraction,virtualrealityandmanyotherareas,hasimportanttheore

6、ticalvalueandpracticalsignificance.Thispapermainlystudiesthepedestriantrackingprobleminstaticcomplexscenes,anditsspecificworkandresearchcontentsareasfollows:Thethesisfirstlyanalyzesthecommonalgorithmsandthepretreatmentmethodinmovingtargetdetection.Itmainlyfocusesonthe

7、opticalflowmethodandbackgroundsubtractionmethod,whichprovideabasisforthetargetextractionandfeaturedescription.Tosolvethetargetmissingprobleminsituationswiththesimilarcolordistribution,aparticlefilteringalgorithmbasedoncolorfeatureandmotionfeature(CFMF-PF)isproposedint

8、hispaper.Firstly,themovingdirectionofeachpixeliscalculatedaccordingtothedeviationangle.Throughanalyzingthemovingdirectionhis