行人检测与目标跟踪算法研究
视频监控图像中的行人检测与跟踪研究

视频监控图像中的行人检测与跟踪研究随着科技的不断进步,视频监控系统在我们的日常生活中扮演着越来越重要的角色。
其中,行人检测与跟踪技术作为视频监控系统中的重要组成部分,一直受到广泛的关注与研究。
本文将探讨视频监控图像中的行人检测与跟踪研究的背景、挑战以及最新的研究进展。
首先,了解行人检测与跟踪研究的背景非常重要。
视频监控图像中的行人检测与跟踪指的是自动识别和跟踪视频监控中的行人目标。
行人检测的主要目标是在视频中准确地检测出行人目标的位置,而行人跟踪则是在不同的视频帧中追踪行人目标的运动轨迹。
准确地实现行人检测和跟踪可以帮助监控系统实时监测行人目标,及时发现异常行为,并为犯罪调查、交通管理等领域提供重要依据。
然而,视频监控图像中的行人检测与跟踪面临着一些挑战。
首先,视频监控图像往往受到光照条件、天气状况、摄像头视角等因素的影响,导致图像质量不佳,行人目标的识别变得困难。
其次,行人和其他物体之间往往存在相似的外观特征,容易将其他物体误识别为行人目标,或者将同一行人目标识别为多个目标。
此外,行人的遮挡、行人的姿态变化、行人的快速移动等因素也会给行人跟踪带来困难。
为了克服这些挑战,研究人员提出了一系列有效的行人检测与跟踪算法。
其中,行人检测算法主要分为基于特征的方法和基于深度学习的方法。
基于特征的方法通常提取行人的颜色、纹理、形状等特征,然后通过分类器或检测器进行目标识别。
而基于深度学习的方法则利用深度神经网络模型,如卷积神经网络(CNN)和循环神经网络(RNN)等,通过大规模的训练数据来学习行人目标的特征表示,从而实现准确的目标检测。
在行人跟踪方面,主要包括传统的基于特征的跟踪方法和基于深度学习的跟踪方法。
基于特征的跟踪方法通常通过目标的外观特征和运动信息进行目标的匹配和跟踪。
而基于深度学习的跟踪方法则通过将目标跟踪问题转化为目标的像素级别的分类或回归问题,利用深度神经网络进行目标跟踪。
最新的研究进展表明,基于深度学习的方法在视频监控图像中的行人检测与跟踪方面取得了显著的改进和突破。
视频监控系统中的行人检测与追踪算法研究与应用

视频监控系统中的行人检测与追踪算法研究与应用摘要:随着科技的发展,视频监控系统在各个领域中得到了广泛的应用。
其中,行人检测与追踪算法是视频监控系统中的重要研究内容。
本文将探讨行人检测与追踪算法的研究现状以及在实际应用中的意义,并介绍基于深度学习的行人检测与追踪算法的常用方法和技术。
1. 引言视频监控系统已成为现代社会安全领域的重要手段之一。
为了提高视频监控系统的效果和工作效率,行人检测与追踪算法的研究成为一个重要的课题。
2. 行人检测算法的研究现状行人检测算法的研究主要分为两个阶段:基于传统机器学习的算法和基于深度学习的算法。
传统机器学习算法主要包括HOG+SVM、Haar Cascade等。
这些算法在行人检测中取得了一定的成果,但是在复杂环境下仍然存在准确率低和鲁棒性差的问题。
而基于深度学习的算法通过引入卷积神经网络(CNN)和循环神经网络(RNN)等技术,能够提高行人检测的准确率和鲁棒性。
3. 基于深度学习的行人检测与追踪算法基于深度学习的行人检测与追踪算法主要包括以下几种常用方法:(1)Faster R-CNN:通过引入区域建议网络(RPN)来生成候选框,然后对候选框进行分类和回归,实现行人检测和定位。
(2)YOLO:将行人检测任务视为一个回归问题,并通过单个网络直接预测候选框的位置和类别。
(3)SSD:结合了Faster R-CNN和YOLO的特点,通过卷积层和预测层来检测各个尺度的目标。
(4)MC-CNN:通过多通道卷积神经网络将不同尺度的信息整合,提高行人检测的准确性。
4. 行人追踪算法的研究现状行人追踪算法主要分为基于检测与跟踪的方法和基于特征的方法。
基于检测与跟踪的方法主要利用行人检测算法提取出的特征进行行人目标的跟踪,具有较高的准确率和鲁棒性。
基于特征的方法则通过提取行人目标在时间序列中的特征进行跟踪,可以实现更加精细的目标追踪。
5. 行人检测与追踪算法在实际应用中的意义行人检测与追踪算法在实际应用中具有广泛的意义。
行人检测与跟踪技术研究

行人检测与跟踪技术研究近年来,随着智能交通系统的逐渐发展,行人检测和跟踪技术在其中发挥着越来越重要的作用。
这项技术的目的是对行人进行实时监测,实现智能化的路面交通管理,为驾驶员和行人提供更安全、更便捷的交通出行环境。
一、行人检测技术行人检测技术是指在视频监控系统中利用图像处理算法对行人进行准确、高效的检测。
具体而言,这项技术需要在视频流中识别行人的存在性、位置、大小等特征,并通过人体姿态估计和运动分析等方式对行人的动态行为进行分析,从而实现实时的行人监测功能。
在行人检测技术中,目前比较常用的算法包括基于Haar特征的级联分类器算法(如OpenCV中的HOG算法)和DPM (Deformable Parts Model)算法。
这些算法主要通过一些特征提取方法和机器学习算法对行人和背景进行分类,从而实现对行人的检测。
其中,基于级联分类器的算法通过在特征空间中不断筛选准确性更高的特征,逐步提高分类器的准确率;DPM算法则通过对行人的不同部位进行分析和建模,进一步提高行人检测的准确度。
二、行人跟踪技术行人跟踪技术是指在视频监控系统中对行人进行实时追踪的一项技术。
与行人检测技术不同的是,行人跟踪技术需要在行人被检测到后,对其进行实时追踪,以拟合其运动轨迹,并进行有效的遮挡处理,保证行人的连续追踪。
在行人跟踪技术中,主要采用的算法包括卡尔曼滤波(Kalman Filter)算法、粒子滤波(Particle Filter)算法、基于卷积神经网络(CNN)的多目标跟踪算法等。
其中,卡尔曼滤波算法主要基于贝叶斯理论,根据物体位置、速度以及加速度等参数进行预测,在物体目标跟踪上应用广泛;粒子滤波算法利用大量的随机样本对目标运动轨迹进行建模,并通过计算其可信度来实现有效的目标跟踪;基于CNN的多目标跟踪算法则利用深度卷积神经网络对物体位置进行追踪,准确度和鲁棒性都有很大提升。
三、行人检测与跟踪技术在实际应用中的问题虽然行人检测和跟踪技术已经得到了广泛的实际应用,但在实际环境中,这项技术还存在着一些问题:1. 遮挡问题:在行人跟踪过程中,经常会出现部分或整体被其他物体遮挡的情况,这会导致跟踪失败。
《2024年基于视觉的行人检测和跟踪技术的研究》范文

《基于视觉的行人检测和跟踪技术的研究》篇一基于视觉的行人检测与跟踪技术研究一、引言在智能交通系统、安防监控和机器人视觉等多个领域,行人检测与跟踪技术是极其关键的一环。
该技术对于保护行人的安全、提升自动驾驶汽车驾驶效率和加强场景安全监管具有重要意义。
基于视觉的行人检测与跟踪技术通过对摄像头采集到的图像和视频进行分析与处理,达到检测并识别行人位置与动作的目标,是当前人工智能和计算机视觉研究的热点之一。
二、行人检测技术研究1. 技术原理行人检测是计算机视觉中的一项关键技术,它通过对图像中可能存在的行人区域进行提取与识别,进而完成行人的检测任务。
目前的行人检测方法主要包括基于特征的检测方法和基于深度学习的检测方法。
基于特征的检测方法主要通过提取行人的轮廓、形状、纹理等特征,再通过统计学习和模式识别等技术实现行人检测。
而基于深度学习的方法则是利用卷积神经网络(CNN)进行图像的特征提取和识别,以完成行人的检测。
2. 技术挑战与解决方案尽管行人检测技术已经取得了显著的进步,但仍然存在许多挑战。
例如,在复杂的环境中,如光照变化、阴影遮挡、不同视角和姿态变化等情况下,如何准确有效地进行行人检测仍是一个难题。
针对这些问题,研究者们提出了多种解决方案,如使用多尺度特征融合、深度学习模型优化等手段来提高行人检测的准确性和鲁棒性。
三、行人跟踪技术研究1. 技术原理行人跟踪技术主要是通过利用图像序列中的时空信息,对目标行人进行连续的定位和追踪。
该技术通常采用基于滤波器的方法、基于模板匹配的方法或基于深度学习的方法等。
其中,基于深度学习的方法由于其强大的特征提取和学习能力,近年来得到了广泛的应用。
2. 技术应用与挑战行人跟踪技术在智能交通、安防监控等领域有着广泛的应用。
然而,在实际应用中仍存在许多挑战,如遮挡问题、目标行人的快速移动以及光照变化等。
为了解决这些问题,研究者们正在尝试使用更先进的算法和模型结构,如使用多模态信息融合、多目标跟踪算法等来提高行人跟踪的准确性和稳定性。
基于计算机视觉的行人检测与跟踪算法研究

基于计算机视觉的行人检测与跟踪算法研究【章节一:引言】计算机视觉(Computer Vision)是计算机科学中的一个重要研究领域,其目标是使计算机能够理解和解释图像和视频数据。
在计算机视觉领域中,行人检测与跟踪算法是其中的一个重要研究方向,主要应用于智能交通、视频监控等领域。
本文将对基于计算机视觉的行人检测与跟踪算法进行深入研究和探讨。
【章节二:行人检测算法】行人检测算法是计算机视觉中的重要任务之一,其目标是从图像或视频中准确地识别并定位出行人的位置。
行人检测算法主要分为两个阶段:候选区域生成和候选区域分类。
在候选区域生成阶段,常用的方法有滑动窗口和感兴趣区域(Region of Interest,ROI)。
滑动窗口方法通过在图像上滑动固定大小的窗口,检测出可能包含行人的区域。
而ROI方法则是事先利用其他的图像处理算法识别出候选区域,再对这些候选区域进行行人检测。
候选区域分类阶段则是对在第一阶段生成的候选区域进行分类,判断是否为行人。
目前,常用的分类算法有支持向量机(Support Vector Machine,SVM)、卷积神经网络(Convolutional NeuralNetwork,CNN)等。
这些算法在特征提取和分类判定方面都取得了不错的效果,使得行人检测算法得以更为精确和高效地运行。
【章节三:行人跟踪算法】行人跟踪算法是指在视频序列中对行人进行连续跟踪的过程。
行人跟踪算法通常包括两个步骤:目标初始化和目标跟踪。
目标初始化是指在视频序列中首次观察到行人时,进行行人目标的初始化。
常见的方法有基于背景减除和基于运动特征。
基于背景减除的方法通过建立背景模型,检测出在当前帧中的前景目标,从而实现行人检测和初始化。
而基于运动特征的方法则是通过检测视频中行人的运动信息,如光流和轨迹等,来判断行人的位置。
目标跟踪是指对行人目标进行连续的定位和追踪。
目前,常用的目标跟踪算法包括卡尔曼滤波(Kalman Filter)、粒子滤波(Particle Filter)和相关滤波(Correlation Filter)等。
智能交通系统中的行人检测与跟踪研究

智能交通系统中的行人检测与跟踪研究随着城市交通流量的不断增加和人口的不断增长,行人安全成为现代城市交通管理的重点之一。
为了提高交通系统的安全性和效率,研究人员和工程师们致力于开发和应用智能交通系统,其中的一个关键技术就是行人检测与跟踪。
行人检测是指利用计算机视觉和图像处理技术,通过检测和识别相机捕捉到的图像中的行人。
行人跟踪则是指根据行人检测的结果,在连续的图像帧中追踪特定行人的运动轨迹。
在智能交通系统中,行人检测与跟踪的研究主要有以下几个方面的挑战:一、复杂环境下的行人检测与跟踪。
行人检测和跟踪需要应对各种复杂的环境条件,如天气变化、光照条件不均、遮挡等。
这些因素对于准确地检测和跟踪行人造成了一定的困难。
因此,研究人员需要提出有效的算法和模型来应对这些复杂性,提高行人检测和跟踪的准确率和鲁棒性。
二、实时性要求与计算资源限制。
在智能交通系统中,行人检测和跟踪的实时性非常重要,因为及时发现行人的存在和追踪行人的运动对于交通安全和交通流量管理至关重要。
同时,智能交通系统的计算资源有限,所以行人检测和跟踪算法需要在计算资源有限的情况下保持高效运行。
三、多目标行人检测与跟踪。
在真实的交通场景中,存在着多个行人同时出现并且运动的情况。
这就需要行人检测和跟踪算法能够同时处理多个目标,并准确地将它们区分开来。
多目标行人检测和跟踪的研究是智能交通系统中的一个关键方向,它需要研究人员提出新的算法和模型来解决多目标的检测和跟踪问题。
为了解决上述挑战,研究人员提出了许多行人检测和跟踪的方法和技术。
其中一种常用的方法是基于深度学习的方法。
深度学习能够利用深层神经网络的能力来表达复杂的特征,并实现准确的行人检测和跟踪。
另外,研究人员还使用了传统的机器学习方法,如支持向量机(SVM)和随机森林(Random Forest)来解决行人检测和跟踪问题。
除了算法和模型的研究,还有一些关键技术对于行人检测和跟踪非常重要。
例如,基于深度学习的特征提取算法、行人姿态估计算法以及行人轨迹预测算法等。
行人检测与跟踪国内外研究现状

行人检测与跟踪国内外研究现状1.2行人检测与跟踪国内外研究现状视觉跟踪和目标检测是计算机视觉领域内较早开始的研究方向。
经过几十年的积累,这两个方向已经取得了显著的发展。
然而,很多方法只是在相对较好地程度上解决了一些关键问题。
并且仍旧有不少一般性的关键问题未得到有效的解决。
国内外很多研究机构都在致力于研究和发展这两个方向。
近些年这两个方向持续发展,涌现了很多比较优秀的方法。
国外的很多大学和研究机构(如卡内基梅隆大学、南加州大学和法国国家计算机科学与控制研究所等)都有计算机视觉小组,长期地研究视频跟踪和目标检测。
国内的很多大学和研究所等(如清华大学、上海交大和自动化所等)也有相关的研究小组,并取得了一些优秀的研究成果。
1.2.1行人检测技术国内外研究现状中科院计算机科学重点实验室孙庆杰等人利用基于侧影的人体模型及其对应的概率模型,提出了一种基于矩形拟合的人体检测算法。
中科院自动化所谭铁牛等对人运动进行视觉分析,其核心是利用计算机视觉技术从图像序列中检测、跟踪、识别人并对其行为进行理解与描述,它主要应用在视觉监控领域和基于步态的身份鉴定。
步态识别就是根据人们走路的姿势进行身份鉴定,依据人体行走运动很大程度上依赖于轮廓随着时间的形状变化的直观想法,提出一种基于时空轮廓分析的步态识别算法;基于行走运动的关节角度变化包含着丰富的个体识别信息的思想,提出一种基于模型的步态识别算法。
实验结果表明该算法不仅获得了令人鼓舞的识别性能,而且拥有相对较低的计算代价。
但是该方法只能检测出运动的行人。
西安交通大学郑南宁等研究了利用支持向量机识别行人的方法,通过稀疏Gabor滤波器提取行人样本图像中行人的特征,然后利用支持向量机来训练所提取的样本特征,并用训练得到的分类器通过遍历图像的方式将图像中可能属于行人的窗口提取出来。
尽管用Gabor滤波器提取特征效果相对较好,但耗时很长,不适合于实时图像的处理。
上海交通大学田广等提出了一种coarse-to-fine的行人检测方法,将一个人建模成人体自然部位的组装,人体的所有部位包括头肩、躯干和腿、采用绝对值类Haar特征集和Edgelet特征集,在这些特征集上,采用softcascade训练各个部位的检测器和全身检测器。
《2024年交通场景下的车辆行人多目标检测与跟踪算法研究》范文

《交通场景下的车辆行人多目标检测与跟踪算法研究》篇一一、引言在日益复杂的交通场景中,准确而快速地检测与跟踪车辆及行人已成为一个重要而紧迫的研究课题。
这项任务对于智能交通系统、自动驾驶汽车、监控和安全系统等领域具有重要意义。
本文将详细探讨交通场景下的车辆行人多目标检测与跟踪算法的研究现状及进展。
二、研究背景与意义随着科技的发展,多目标检测与跟踪技术在交通领域的应用越来越广泛。
该技术能够实时监测交通场景中的车辆和行人,为自动驾驶汽车、智能交通管理系统等提供关键信息。
同时,该技术对于提高道路交通安全、减少交通事故具有重要意义。
因此,研究交通场景下的车辆行人多目标检测与跟踪算法具有重要的理论价值和实际应用价值。
三、相关技术研究现状(一)目标检测算法目标检测是计算机视觉领域的重要研究内容,其目的是在图像或视频中识别出感兴趣的目标。
目前,常用的目标检测算法包括基于深度学习的目标检测算法和传统特征提取方法。
其中,基于深度学习的目标检测算法在交通场景下的多目标检测中表现出较好的性能。
(二)多目标跟踪算法多目标跟踪算法主要用于在连续的图像帧中跟踪多个目标。
常见的多目标跟踪算法包括基于滤波的方法、基于深度学习的方法等。
这些方法各有优缺点,在实际应用中需要根据具体场景选择合适的算法。
四、车辆行人多目标检测与跟踪算法研究(一)算法设计思路在交通场景下,车辆行人多目标检测与跟踪算法的设计需要考虑多个因素,如目标的实时性、准确性、鲁棒性等。
首先,通过使用深度学习技术进行目标检测,提取出交通场景中的车辆和行人。
然后,利用多目标跟踪算法对检测到的目标进行跟踪,以实现目标的持续监控。
最后,将检测与跟踪结果进行融合,输出最终的检测与跟踪结果。
(二)算法实现过程1. 数据预处理:对原始图像进行去噪、增强等处理,以便更好地提取目标特征。
2. 目标检测:利用深度学习技术对预处理后的图像进行目标检测,提取出车辆和行人等感兴趣的目标。
3. 多目标跟踪:使用多目标跟踪算法对检测到的目标进行跟踪,记录每个目标的运动轨迹。
视频监控系统中的行人检测与追踪技术研究

视频监控系统中的行人检测与追踪技术研究随着科技的不断进步与发展,视频监控系统在监控安全领域扮演着越来越重要的角色。
其中,行人检测与追踪技术是视频监控系统中的关键技术之一,它能够帮助监控系统识别并追踪目标人物。
本文将针对视频监控系统中的行人检测与追踪技术展开研究。
一、行人检测技术行人检测技术是视频监控系统中的基础技术,它能够实现对行人目标的准确识别。
行人检测技术的研究主要包括两个方面:特征提取和行人目标分类。
特征提取是行人检测技术的核心,它通过提取图像中的特定特征来区分行人目标与背景。
目前,常用的特征提取方法主要包括Haar特征、HOG(Histogram of Oriented Gradients)特征和CNN (Convolutional Neural Networks)特征等。
这些方法通过对图像中的灰度、方向梯度等信息进行提取,能够有效地区分行人目标与其他物体。
行人目标分类是基于特征提取的基础上,对行人目标进行分类和识别。
现有的行人目标分类方法主要包括传统机器学习算法和深度学习算法。
传统机器学习算法如SVM(Support Vector Machine)、Adaboost等能够根据提取的特征进行分类,但其性能受制于特征的准确性。
而深度学习算法如卷积神经网络(CNN)通过多层神经网络的组合学习,能够实现更准确的行人目标分类和识别。
二、行人追踪技术行人追踪技术基于行人检测的结果,能够实现对行人目标在连续帧图像中的追踪。
行人追踪技术的研究主要包括目标跟踪和轨迹预测两个方面。
目标跟踪是指在视频监控系统中,实时追踪行人目标并不断更新其位置信息。
目前常用的目标跟踪方法有基于特征点的跟踪方法和基于外观模型的跟踪方法。
基于特征点的跟踪方法主要利用行人目标在连续帧之间的特征点进行匹配,通过跟踪这些特征点来实现行人目标的追踪。
而基于外观模型的跟踪方法则主要通过学习行人目标的外观模型,根据目标和背景之间的相似性来进行跟踪。
《2024年交通场景下的车辆行人多目标检测与跟踪算法研究》范文

《交通场景下的车辆行人多目标检测与跟踪算法研究》篇一一、引言在现代化交通系统中,对于车辆行人多目标检测与跟踪的准确性以及效率,正变得愈发重要。
对于实现自动驾驶、交通流量分析以及事故预防等应用,多目标检测与跟踪技术发挥着至关重要的作用。
本文将深入探讨交通场景下的车辆行人多目标检测与跟踪算法的研究现状、方法和应用。
二、多目标检测与跟踪的背景和意义在复杂的交通场景中,对车辆和行人多目标进行检测和跟踪是计算机视觉领域的重要研究方向。
这种技术能够实时获取交通场景中的动态信息,为自动驾驶、智能交通系统等提供关键数据支持。
同时,通过多目标检测与跟踪技术,我们可以更好地理解交通流动态,预测可能的交通状况,以实现事故预防和交通优化。
三、多目标检测与跟踪算法研究现状目前,多目标检测与跟踪算法主要包括基于深度学习和传统计算机视觉的方法。
其中,基于深度学习的方法在处理复杂交通场景时表现出色。
例如,卷积神经网络(CNN)在特征提取和目标识别方面具有强大的能力,而循环神经网络(RNN)和长短期记忆网络(LSTM)等在序列数据处理中具有优势,可实现目标的持续跟踪。
四、车辆行人多目标检测算法研究车辆行人多目标检测是利用图像处理技术从交通场景中提取出车辆和行人等目标信息的过程。
常见的检测算法包括基于区域的方法、基于特征的方法以及基于深度学习的方法。
其中,基于深度学习的目标检测算法如Faster R-CNN、YOLO等在准确性和实时性方面表现出色。
这些算法能够自动学习目标的特征表示,从而实现对复杂交通场景中车辆和行人的准确检测。
五、车辆行人多目标跟踪算法研究多目标跟踪是在检测到目标的基础上,通过关联分析等方法实现对多个目标的持续跟踪。
常见的多目标跟踪算法包括基于滤波的方法、基于匹配的方法以及基于深度学习的方法。
其中,基于深度学习的方法通过学习目标的时空特征,实现更准确的跟踪。
同时,利用神经网络模型如Siamese网络等可以实现高效的在线学习和跟踪。
计算机视觉中的行人检测与目标跟踪技术

计算机视觉中的行人检测与目标跟踪技术计算机视觉领域是人工智能应用中的重要组成部分,而行人检测与目标跟踪技术则是计算机视觉中的一个重要研究方向。
随着计算机硬件性能和深度学习技术的发展,行人检测与目标跟踪技术在实际应用中发挥着越来越重要的作用。
行人检测是指在图像或视频中准确地识别出行人的位置和区域。
这项技术的应用包括人流统计、智能监控、自动驾驶等多个领域。
行人检测的关键在于找到图像中与行人相关的特征。
传统的方法主要依靠手工设计的特征提取算法,如Haar-like特征和HOG特征。
这些算法需要人工定义特征,并且对光照、遮挡等因素比较敏感,所以准确率较低。
而近年来,深度学习技术的兴起为行人检测带来了新的突破。
深度学习通过构建多层神经网络,能够自动学习图像中的特征。
其中最为常用的是卷积神经网络(CNN)。
CNN通过卷积和池化层来提取图像的空间特征,然后通过全连接层进行分类或回归。
这种端到端的学习方法能够准确地识别出行人,并且对光照和遮挡等因素的鲁棒性更好。
目前,一些经典的深度学习模型如RCNN、Fast R-CNN和Faster R-CNN已经在行人检测任务上取得了很好的效果。
目标跟踪是指在连续的图像序列中追踪特定目标的位置和形状变化。
目标跟踪技术广泛应用于视频监控、交通管理、无人机等领域。
与行人检测不同的是,目标跟踪需要在不同帧之间保持目标的连续性。
目标跟踪的关键在于建立目标模型和更新模型的方式。
在目标跟踪中,常用的方法有基于颜色、纹理和形状的特征描述子、滤波器跟踪器(比如卡尔曼滤波器和粒子滤波器)以及基于深度学习的方法。
基于特征描述子的方法通过提取目标的颜色、纹理和形状特征,然后通过计算相似度来进行匹配和跟踪。
这种方法在处理速度上比较快,但对目标的形变和遮挡不够鲁棒。
滤波器跟踪器是一种通过系统模型和观测模型估计目标状态的方法。
这种方法在处理目标运动模型比较准确的情况下效果较好。
而基于深度学习的目标跟踪方法则通过将目标和背景进行区分进行跟踪,具有较好的鲁棒性和准确性。
安防监控系统中的行人检测与跟踪算法研究

安防监控系统中的行人检测与跟踪算法研究随着科技的不断发展,安防监控系统在我们的生活和社会中起着越来越重要的作用。
而在这个系统中,行人检测与跟踪算法是一个关键的环节。
这种算法可以帮助监控系统实时监测并跟踪人员的活动,从而提高安防系统的效率和准确性。
本文将对安防监控系统中的行人检测与跟踪算法进行研究,探讨其原理、应用和挑战。
首先,行人检测算法是安防监控系统中的重要组成部分。
这种算法的目的是将监控视频中的行人目标从背景中分离出来,并对其进行检测和定位。
常见的行人检测算法包括基于深度学习的方法和传统的机器视觉算法。
基于深度学习的行人检测算法利用了卷积神经网络(Convolutional Neural Network,CNN)的强大模式识别能力,可以自动学习并提取图像中的特征。
这种算法通常需要大量的标记数据来进行训练,但是具有较高的准确性和鲁棒性。
常见的基于深度学习的行人检测算法包括Faster R-CNN、SSD和YOLO等。
传统的机器视觉算法主要基于图像处理和特征提取技术,包括背景差分、直方图投影和小波变换等。
这些算法不需要大量的标记数据,但是对于光照变化、视角变化和遮挡等情况容易出现较多的误检和漏检。
因此,在实际应用中,一般采用传统算法与深度学习算法相结合的方式,以提高检测的准确性和鲁棒性。
其次,行人跟踪算法对于实时监控系统来说同样至关重要。
行人跟踪算法的目的是实时追踪监控视频中出现的行人目标,并获取其跟踪轨迹。
常见的行人跟踪算法包括基于卡尔曼滤波的算法、基于神经网络的算法和多目标跟踪算法等。
基于卡尔曼滤波的行人跟踪算法利用系统状态方程和观测方程来估计和预测目标的位置和速度。
这种算法对目标运动的模型假设较强,对光照、形变和遮挡等情况不够鲁棒。
基于神经网络的行人跟踪算法利用卷积神经网络或循环神经网络来学习并预测目标的运动轨迹,具有较好的鲁棒性和准确性。
多目标跟踪算法可以同时跟踪多个行人目标,常见的方法包括多目标卡尔曼滤波和多目标跟踪器的组合。
《交通场景下的车辆行人多目标检测与跟踪算法研究》范文

《交通场景下的车辆行人多目标检测与跟踪算法研究》篇一一、引言随着智能交通系统的快速发展,交通场景下的车辆行人多目标检测与跟踪技术成为了研究热点。
该技术能够有效地对交通场景中的车辆和行人进行实时检测和跟踪,为自动驾驶、智能交通管理等领域提供重要支持。
本文旨在研究交通场景下的车辆行人多目标检测与跟踪算法,为相关领域的研究和应用提供参考。
二、研究背景与意义在复杂的交通场景中,车辆和行人的多目标检测与跟踪是智能交通系统的关键技术之一。
通过对车辆和行人的实时检测和跟踪,可以有效地提高道路交通安全、缓解交通拥堵、优化交通管理等方面的问题。
因此,研究交通场景下的车辆行人多目标检测与跟踪算法具有重要的理论价值和实际应用意义。
三、相关技术综述3.1 目标检测技术目标检测是计算机视觉领域的重要研究方向,主要包括基于传统计算机视觉方法和基于深度学习的方法。
传统方法主要依靠特征提取和分类器进行目标检测,而深度学习方法则通过神经网络自动学习目标的特征,实现更高的检测精度。
3.2 多目标跟踪技术多目标跟踪是指对多个目标进行实时跟踪的技术。
常用的多目标跟踪方法包括基于滤波的方法、基于聚类的方法和基于深度学习的方法等。
其中,基于深度学习的方法在复杂场景下的多目标跟踪中具有较好的性能。
四、车辆行人多目标检测与跟踪算法研究4.1 算法原理本文研究的车辆行人多目标检测与跟踪算法主要基于深度学习方法。
首先,通过卷积神经网络对交通场景中的车辆和行人进行特征提取和分类,实现目标的检测。
然后,利用多目标跟踪算法对检测到的目标进行实时跟踪,实现多目标的关联和轨迹预测。
4.2 算法实现在实现过程中,首先需要构建合适的卷积神经网络模型,对交通场景中的车辆和行人进行特征提取和分类。
其次,需要设计多目标跟踪算法,对检测到的目标进行实时跟踪和关联。
在实现过程中,需要考虑算法的实时性、准确性和鲁棒性等方面的问题。
4.3 实验结果与分析通过在公共数据集和实际交通场景中的实验,验证了本文研究的车辆行人多目标检测与跟踪算法的有效性和优越性。
基于雷达技术的行人检测与追踪系统设计

基于雷达技术的行人检测与追踪系统设计行人检测与追踪系统是一种应用于智能交通、自动驾驶以及安防等领域的重要技术。
基于雷达技术的行人检测与追踪系统能够有效地识别并跟踪行人,为交通管理、安全防护以及行人行为研究等方面提供重要的信息。
本文将依次介绍雷达技术的基本原理、行人检测与追踪算法、系统设计以及应用展望。
1. 雷达技术的基本原理雷达(RAdio Detection And Ranging)是一种利用电磁波进行测距和测速的技术。
雷达系统通过发射脉冲信号,并接收和分析目标的回波信号,从而确定目标的位置和速度。
利用雷达技术进行行人检测与追踪,主要依靠目标产生的回波信号来进行分析和判别。
2. 行人检测与追踪算法行人检测与追踪是基于雷达技术的行人检测与追踪系统的核心部分。
目前常用的行人检测与追踪算法主要包括以下几种:a. 目标检测算法:利用机器学习和深度学习技术,通过对大量标注数据的学习,建立起行人检测模型,如基于卷积神经网络(CNN)的目标检测算法,通过对图像进行特征提取和分类,实现行人的准确检测。
b. 目标跟踪算法:基于雷达的目标跟踪算法主要依靠目标的运动模式和跟踪算法来实现。
常用的目标跟踪算法包括卡尔曼滤波器、粒子滤波器等,通过对目标的估计和更新,实现对行人的连续跟踪。
c. 目标关联算法:在行人密集区域或者目标出现遮挡的情况下,目标的识别和区分变得更加困难。
目标关联算法通过对目标的特征进行相似度计算和匹配,确定目标的身份并实现多目标追踪。
3. 系统设计基于雷达技术的行人检测与追踪系统设计主要包括硬件设计和软件设计两个方面。
a. 硬件设计:系统硬件设计主要包括选型、布置和校准等。
根据应用需求和环境要求,选择合适的雷达传感器,并进行合理布置,以获取清晰有效的雷达信号。
同时,对雷达系统进行校准,提高测量精度和稳定性。
b. 软件设计:系统软件设计主要包括数据处理、目标检测与追踪算法的实现以及结果展示等。
通过对雷达数据进行预处理和滤波,提取目标的特征信息。
《2024年基于视觉的行人检测和跟踪技术的研究》范文

《基于视觉的行人检测和跟踪技术的研究》篇一基于视觉的行人检测与跟踪技术的研究一、引言随着计算机视觉技术的飞速发展,基于视觉的行人检测与跟踪技术在智能交通、安防监控、机器人导航等领域得到了广泛应用。
本文旨在探讨基于视觉的行人检测与跟踪技术的原理、方法及其应用,以期为相关领域的研究与应用提供参考。
二、行人检测技术行人检测是计算机视觉领域的一个重要研究方向,其主要目的是在图像或视频中准确地检测出行人的位置。
目前,基于视觉的行人检测技术主要分为基于特征的方法和基于深度学习的方法。
1. 基于特征的方法基于特征的方法主要通过提取图像中的颜色、纹理、形状等特征来检测行人。
其中,Histogram of Oriented Gradients (HOG)是一种常用的特征描述符,可以有效地描述行人的形状和轮廓。
此外,还有Haar特征、SIFT特征等方法,通过训练分类器对图像进行分类,从而检测出行人。
2. 基于深度学习的方法随着深度学习技术的发展,基于深度学习的行人检测方法逐渐成为主流。
卷积神经网络(CNN)在特征提取方面具有强大的能力,可以自动学习到更具有代表性的特征。
此外,还有一些专门为行人检测设计的网络结构,如R-CNN系列、YOLO系列和SSD等。
三、行人跟踪技术行人跟踪是指在视频序列中,对检测到的行人进行持续跟踪,以获取其运动轨迹和动态行为。
目前,常用的行人跟踪方法包括基于滤波的方法和基于深度学习的方法。
1. 基于滤波的方法基于滤波的方法主要通过卡尔曼滤波、光流法等算法对行人的位置进行预测和跟踪。
其中,卡尔曼滤波通过不断迭代更新行人的位置信息,实现行人的稳定跟踪。
光流法则通过计算图像中像素的运动信息,实现对行人的跟踪。
2. 基于深度学习的方法基于深度学习的行人跟踪方法主要利用神经网络对行人的外观特征进行学习和建模,从而实现更准确的跟踪。
其中,Siamese 网络、孪生网络等是常用的跟踪算法。
这些算法通过学习行人的外观特征和运动信息,实现对行人的精确跟踪。
监控视频中的行人检测与跟踪技术研究

监控视频中的行人检测与跟踪技术研究目录:1. 引言2. 行人检测技术3. 行人跟踪技术4. 行人检测与跟踪技术的应用5. 现有技术的挑战与未来发展6. 结论第一章:引言随着社会的发展和科技的进步,监控视频在公共安全、交通管理、犯罪侦查等领域起着越来越重要的作用。
其中,行人检测与跟踪技术是视频监控系统中的关键环节之一。
本文将重点研究监控视频中的行人检测与跟踪技术。
第二章:行人检测技术行人检测技术是指对监控视频中的行人进行高效准确的识别和定位。
目前广泛使用的行人检测算法包括基于传统图像处理方法的算法和基于深度学习方法的算法。
传统图像处理方法中,常用的特征提取算法包括Haar特征、HOG特征和LBP特征等。
通过计算图像中的这些特征,配合分类器如AdaBoost、SVM等,可以实现行人的检测。
然而,传统方法在处理复杂场景、遮挡以及光照变化等问题上存在较大的局限性。
基于深度学习的行人检测算法在近年来得到了广泛应用。
主要包括基于卷积神经网络(CNN)的算法和基于循环神经网络(RNN)的算法。
CNN可以有效地从图像中提取特征,并通过多层网络进行分类和定位。
而RNN则能够建模行人在时间序列上的特征,对连续的视频帧进行跟踪和预测。
第三章:行人跟踪技术行人跟踪技术是指在监控视频中对行人进行连续的定位和追踪。
行人跟踪的目标是在视频序列中准确地判断行人的运动轨迹和状态,并保持对其的持续追踪。
现有的行人跟踪算法主要包括基于特征的算法和基于深度学习的算法。
基于特征的算法通过计算行人的外观、运动和上下文等特征,使用目标跟踪算法对行人进行追踪。
常用的目标跟踪算法包括卡尔曼滤波器、粒子滤波器、相关滤波器等。
然而,基于特征的算法容易受到复杂背景、遮挡和表观变化等因素的干扰,导致跟踪效果不稳定。
基于深度学习的行人跟踪算法可以自动学习图像和视频序列中的特征表示。
通过深度学习模型如卷积神经网络(CNN)和循环神经网络(RNN),可以实现更准确的行人跟踪效果。
视频监控系统中的行人检测与追踪算法设计与实现

视频监控系统中的行人检测与追踪算法设计与实现视频监控系统是现代安防领域中重要的技术应用之一。
其中,行人检测与追踪算法是视频监控系统中的一个关键问题,它能够实现对行人的实时检测与追踪,为安防工作提供便利。
本文将对视频监控系统中的行人检测与追踪算法进行设计与实现的相关内容进行讨论。
一、行人检测算法设计与实现行人检测算法是视频监控系统中的基础模块之一,它能够通过分析视频图像中的像素信息,判断出图像中的行人目标。
传统的行人检测算法主要采用了基于图像特征的方法,如Haar特征、HOG特征和LBP 特征等。
Haar特征是运用了多尺度窗口技术的一种特征描述方法。
它通过将图像窗口分为多个区域,并计算出每个区域内像素值的差异,从而得到一个代表该窗口的积分图。
通过比较不同窗口间的积分图差异,就能够实现对行人目标的判定。
HOG特征是直方图梯度描述符的一种变种,它通过计算图像局部区域内的梯度直方图,来表示该区域的图像特征。
在行人检测算法中,HOG特征能够有效地描述行人的形状和轮廓信息,从而实现对行人目标的检测。
LBP特征是局部二值模式的一种特征描述方法,它通过计算图像局部区域的灰度值与周围像素灰度值的差异,来表示该区域的纹理信息。
在行人检测算法中,LBP特征能够有效地描述行人的纹理信息,从而实现对行人目标的检测。
不论是Haar特征、HOG特征还是LBP特征,它们都通过构建分类器来实现对行人目标的检测。
常用的分类器包括AdaBoost算法和支持向量机(SVM)等。
这些算法在行人检测领域中都有着良好的效果,并且能够满足实时性的要求。
二、行人追踪算法设计与实现行人追踪算法是视频监控系统中的进一步应用,它能够实现对行人目标的跟踪,从而实现对行人运动轨迹的可视化和分析。
常见的行人追踪算法有卡尔曼滤波算法、粒子滤波算法和多目标跟踪算法等。
卡尔曼滤波算法是一种递归滤波算法,它通过状态预测和观测更新两个步骤,来估计行人目标的位置和速度信息。
行人检测和跟踪算法理论

行人检测和跟踪算法理论行人检测和跟踪算法理论行人检测是一个复杂的过程,行人检测框架包含多个组成部分,本章对其中的关键技术进行分析,如行人检测中的特征提取,对行人特征进行分类的分类器的选择以及主要的行人跟踪方法进行介绍。
了解行人检测和跟踪方面的相关技术,为本文提出的行人检测及跟踪的方法提供理论依据。
2.1行人检测关键技术行人检测技术主要包含两个部分,行人检测时的特征提取和对行人进行识别分类的分类器。
选取能够对行人准确描述的特征算子对快速准确的检测到行人至关重要,是行人检测中的关键技术,也是能够高效准确检测到行人的前提。
选取合适的分类器对提取到的特征进行快速判别,准确的区分出行人与非行人并将行人识别出来又是行人检测技术的关键部分。
2.1.1行人检测特征描述行人检测特征描述是从图像中获取信息并进行信息分析的前期关键步骤。
主要体现在特征描述子是否能够高效的描述被检测目标。
特征一般是对图像的基本特征如颜色、纹理、边缘等进行组合分析,构建出更具表达能力的高级特征。
1. Haar-like特征Haar-like特征是一种常用的特征描述算子,在计算机视觉领域有广泛的应用。
它是由Papageorigiou等人提出用于人脸检测的描述特征,后又延伸到诸如行人检测等许多方面都有不错的检测效果。
常用的Haar-like特征主要有线性特征、边缘特征、点特征、对角线特征。
如下图所示:Haar-like特征只是选取了一些简单特征对目标特征进行描述,不能够对目标的特征全面表达,因此其识别程度不高。
但haar特征可以使用积分图进行快速计算,检测速度比较快,因此被广泛应用到检测检测行人等其他目标方面。
2. HOG特征方向梯度直方图(Histogram of Oriented Gradient, HOG)是由Dalal在2005提出的,特征通过计算和统计图像局部区域的梯度方向直方图来构成,在计算机图像处理中常作为描述物体的特征算子。
HOG特征描述算子的思想是:设定训练样本图像的大小为64*128 像素,首先将训练样本分成小的连通区域,即细胞单元;cell),细胞单元的大小为8*8像素,这样在样本图像中细胞单元的个数为8x16 = 128个。
视频监控系统中的行人检测与跟踪研究

视频监控系统中的行人检测与跟踪研究近年来,随着科技的不断发展,视频监控系统在各个领域得到广泛应用。
而视频监控系统中的行人检测与跟踪技术则是其中一个非常重要的研究方向。
本文将深入探讨视频监控系统中的行人检测与跟踪研究,分析其应用背景、关键技术与挑战,以及目前的研究进展。
首先,我们来了解一下视频监控系统中行人检测与跟踪的应用背景。
随着城市化进程的加速,公共安全问题日益凸显,特别是对于城市交通、重要场所和公共区域的安全监控需求。
行人检测与跟踪技术可以实时监测和记录人员的行为动态,预防和响应各类安全事件,提高公共安全管理的效能,因此在交通管理、社会治安和商业智能等领域有着广泛的应用前景。
行人检测与跟踪的关键技术主要包括目标检测和目标跟踪两个方面。
目标检测旨在从视频中准确地定位和识别出行人的位置和轮廓信息,而目标跟踪则是在视频序列中连续追踪目标行人的运动轨迹。
这两个技术相辅相成,共同构成了视频监控系统中行人检测与跟踪的核心。
目标检测是行人检测与跟踪中的关键环节之一。
目前,常用的行人检测方法包括基于深度学习的方法和传统的机器学习方法。
基于深度学习的方法具有较高的准确性和鲁棒性,包括使用卷积神经网络(CNN)的方法,如Faster R-CNN和YOLO等。
这些方法通过学习大量标注的行人图像,可以在复杂背景下准确地检测出行人,具有较高的检测速度和较低的误检率。
传统的机器学习方法则多采用特征提取和分类器结合的方式,如Haar特征和SVM等。
虽然传统方法在一些场景中仍然具有一定的应用价值,但其准确性和鲁棒性相对较低。
目标跟踪是行人检测与跟踪中的另一个关键环节。
目前,常用的行人跟踪方法包括基于外观模型的方法和基于深度学习的方法。
基于外观模型的方法主要使用目标的视觉特征进行匹配和跟踪,如颜色、纹理和形状等。
这些方法在处理光照变化、尺度变化和遮挡等问题上具有一定的鲁棒性,但容易受到目标外观变化和相似目标的干扰。
基于深度学习的方法则通过学习大量标注的视频序列,可以准确地抽取目标的运动特征和上下文信息,如Siamese网络和多目标跟踪网络等。
行人检测与跟踪的技术与应用

行人检测与跟踪的技术与应用近年来,随着计算机技术的不断进步和智能化的发展,计算机视觉技术的应用范围也在不断扩展。
其中,行人检测与跟踪技术已经成为计算机视觉领域的热门研究方向,并且得到了广泛的应用。
本文将从技术原理、应用场景和未来发展三个方面,对行人检测与跟踪技术进行探讨。
一、技术原理行人检测与跟踪技术的基本原理是利用计算机视觉技术对行人进行识别和追踪。
其中,行人检测是指在图像或视频中检测出行人位置的过程,而行人跟踪是指在多帧图像或视频中跟踪行人运动轨迹的过程。
行人检测技术主要依靠目标检测算法实现,目前常用的算法主要包括Haar级联分类器、HOG+SVM、RCNN、YOLO等。
其中,Haar级联分类器是最早被广泛使用的算法之一,该算法主要基于人脸检测算法的思想,将图像分为不同的区域,然后使用AdaBoost算法训练分类器来检测行人目标。
HOG+SVM是近年来较为流行的算法之一,该算法基于图像的梯度直方图特征,并结合SVM分类器来实现行人检测。
对于视频中的行人跟踪,常用的算法主要包括卡尔曼滤波、粒子滤波和相关滤波等。
二、应用场景行人检测与跟踪技术在交通安全、智能监控、人机交互、物流配送等领域都有着广泛的应用。
在交通安全方面,行人检测与跟踪技术可以应用于自动驾驶汽车、智能交通信号控制等方面。
在自动驾驶汽车中,行人检测与跟踪技术可以实现对行人的快速识别和跟踪,从而避免交通事故的发生。
在智能交通信号控制方面,行人检测与跟踪技术可以实时监控人行横道上的行人情况,根据行人数量和行人行进速度等信息进行交通信号控制,从而提高交通效率和减少通行时间。
在智能监控领域,行人检测与跟踪技术可以应用于安防、人员追踪、情报收集等方面。
在安防领域中,行人检测与跟踪技术可以实现对陌生人的自动识别和跟踪,从而提高安防监控的效率。
在人员追踪领域中,行人检测与跟踪技术可以用于寻找走失的人员,实现对犯罪嫌疑人的追踪。
在情报收集领域中,行人检测与跟踪技术可以用于分析和监测政治、经济、军事和社会等方面的相关情报。
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基于opencv中光流法的运动行人目标跟踪与检测一、课题研究背景及方法行人检测具有极其广泛的应用:智能辅助驾驶,智能监控,行人分析以及智能机器人等领域。
从2005年以来行人检测进入了一个快速的发展阶段,但是也存在很多问题还有待解决,个人觉得主要还是在性能和速度方面还不能达到一个权衡。
早期以静态图像处理中的分割、边缘提取、运动检测等方法为主。
例如(1)以Gavrila为代表的全局模板方法:基于轮廓的分层匹配算法,构造了将近2500个轮廓模板对行人进行匹配, 从而识别出行人。
为了解决模板数量众多而引起的速度下降问题,采用了由粗到细的分层搜索策略以加快搜索速度。
另外,匹配的时候通过计算模板与待检测窗口的距离变换来度量两者之间的相似性。
(2)以Broggi为代表的局部模板方法:利用不同大小的二值图像模板来对人头和肩部进行建模,通过将输入图像的边缘图像与该二值模板进行比较从而识别行人,该方法被用到意大利Parma大学开发的ARGO智能车中。
(3)以Lipton为代表的光流检测方法:计算运动区域内的残余光流;(4)以Heisele为代表的运动检测方法:提取行人腿部运动特征;(5)以Wohler为代表的神经网络方法:构建一个自适应时间延迟神经网络来判断是否是人体的运动图片序列;以上方法,存在速度慢、检测率低、误报率高的特点。
2、行人检测的研究现状(1)基于背景建模的方法:分割出前景,提取其中的运动目标,然后进一步提取特征,分类判别;在存在下雨、下雪、刮风、树叶晃动、灯光忽明忽暗等场合,该方法的鲁棒性不高,抗干扰能力较差。
且背景建模方法的模型过于复杂,对参数较为敏感。
(2)基于统计学习的方法:根据大量训练样本构建行人检测分类器。
提取的特征一般有目标的灰度、边缘、纹理、形状、梯度直方图等信息,分类器包括神经网络、SVM,adaboost等。
该方法存在以下难点:(a)行人的姿态、服饰各不相同;(b)提取的特征在特征空间中的分布不够紧凑;(c)分类器的性能受训练样本的影响较大;(d)离线训练时的负样本无法涵盖所有真实应用场景的情况;尽管基于统计学习的行人检测方法存在着诸多的缺点,但依然有很多人将注意力集中于此。
行人检测国外研究情况:法国研究人员Dalal在2005的CVPR发表的HOG+SVM的行人检测算法(Histograms of Oriented Gradients for Human Detection, NavneetDalel,Bill Triggs, CVPR2005)。
Dollar 在 2010 年 BMVC 的《The fastest pedestrian detector in thewest》一文中提出了一种新的思想,这种思想只需要训练一个标准 model,检测N/K(K ≈10)然后其余的 N-N/K 种大小的图片的特征不需要再进行这种复杂的计算,而是跟据这 N/K 次的结果,由另外一种简单的算法给估计出来,这种思想实现的基础是大小相近的图像的特征可以被足够精确的估计出来;同年,德国人:Stefen Walk文中使用改进的HOG,即HOF和CSS(color self similarity)特征,使用HIK SVM分类器。
2012年PAMI上发表的一篇关于行人检测的综述性文章,对常见的16种行人检测算法进行了简单描述,并在6个公开测试库上进行测试,给出了各种方法的优缺点及适用情况。
另外,指出了未来行人检测的发展方向和趋势。
加州理工学院2009年行人检测的文章:Integral Channel Features(积分通道特征)2013年ICCV2013: 1)Joint Deep Learning for Pedestrian Detection2)Multi-Stage Contextual Deep Learning for Pedestrian Detection 简称UDN算法,从文中描述的检测效果来看,该方法是所有方法中最好的,并且,效果远超过其他方法。
经过对论文和该算法源码的研究,该算法是与作者另外一篇论文的方法,另外的论文算法做图片扫描,得到矩形框,然后用该方法对矩形框进行进一步确认,以及降低误警率和漏警率。
另外的论文是:Multi-Stage Contextual Deep Learning for Pedestrian Detection。
这篇文章是用深度学习的CNN做candidate window的确认。
而主要的行人检测的算法还是HOG+CSS+adaboost。
IJCV2014年的文章:Detection and Tracking of Occluded People,利用DPM模型,检测粘连情况很严重的行人,效果很好。
行人检测国内研究情况:2007年,苏松志,李绍滋,陈淑媛等.行人检测技术综述[J];杜友田; 陈峰;徐文立; 李永彬;基于视觉的人的运动识别综述, 电子学报。
2008年,贾慧星,章毓晋,车辆辅助驾驶系统中基于计算机视觉的行人检测研究综述[J]; 朱文佳,基于机器学习的行人检测关键技术研究[D].三、基于opencv中光流算法的运动目标跟踪与检测(1)0基于opencv的光流算法的运动目标跟踪与检测实现框图如下(2)图像预处理图像预处理的目的就要减少图像的噪声,以及为提取图像特征做准备,提高图像的识别率和准确率。
本研究课题主要用到的图像预处理技术主要是:彩色图像灰度化,灰底图像高斯滤波,直方图均衡化等技术。
2、图像特征提取和检测传统的运动目标跟踪和检测算法都是依据SVM、深度学习、adaboost等方法做分类,HOG、harr等特征作为目标跟踪和检测的前提。
但是依据这些方法,实现较复杂,依据目标提取特征也较为复杂,而且特征提取也较为繁琐,针对不同的目标检测任务需要训练不同的分类器,这样耗时而且工作量巨大,数据量也是巨大。
本研究课题不需要大量数据,只需要一段视频图像数据作为输入,然后采用光流算法,角点检测,视频图像中运动目标的关键点提取,以及确定目标区域大致范围。
本研究课题运动目标是行人,其他运动目标依据改算法应该也是可行的。
都是运动目标,都是对目标依据光流算法提取运动目标特征。
光流算法原理:光流是图像亮度的运动信息描述。
光流法计算最初是由Horn 和Schunck于1981年提出的,创造性地将二维速度场与灰度相联系,引入光流约束方程,得到光流计算的基本算法.光流计算基于物体移动的光学特性提出了2个假设:①运动物体的灰度在很短的间隔时间内保持不变;②给定邻域内的速度向量场变化是缓慢的。
假设图像上一个像素点(x,y),在t时刻的亮度为E(x+Δx,y+Δy,t+Δt),同时用u(x,y0和v(x,y)来表示该点光流在水平和垂直方向上的移动分量:u=dx/dt v=dy/dt 在经过一段时间间隔Δt后该点对应点亮度为E(x+Δx,y+Δy,t+Δt),当Δt很小趋近于0时,我们可以认为该点亮度不变,所以可以有:E(x,y,t)=E(x+Δx,y+Δy,t+Δt) 当该点的亮度有变化时,将移动后点的亮度由Taylor公式展幵,可得:忽略其二阶无穷小,由于Δt趋近于0时,有:式中w=(u,v),所以上式就是基本的光流约束方程。
其中令表示图像中像素点灰度沿x,y,t方向的梯度,可将上式改写成:Lucas-Kanade是一种广泛使用的光流估计的差分方法,这个方法是由Bruce D. Lucas和Takeo Kanade发明的。
它假设光流在像素点的邻域是一个常数,然后使用最小二乘法对邻域中的所有像素点求解基本的光流方程。
通过结合几个邻近像素点的信息,卢卡斯-金出方法(简称为L-K方法)通常能够消除光流方程里的多义性。
而且,与逐点计算的方法相比,L-K方法对图像噪声不敏感。
不过,由于这是一种局部方法,所以在图像的均匀区域内部,L-K方法无法提供光流信息。
Lucas-Kanade改进算法Jean-Yves Bouguet提出一种基于金字塔分层,针对仿射变换的改进Lucas-Kanade算法。
为什么要用金字塔?因为lk算法的约束条件即:小速度,亮度不变以及区域一致性都是较强的假设,并不很容易得到满足。
如当物体运动速度较快时,假设不成立,那么后续的假设就会有较大的偏差,使得最终求出的光流值有较大的误差。
考虑物体的运动速度较大时,算法会出现较大的误差。
那么就希望能减少图像中物体的运动速度。
一个直观的方法就是,缩小图像的尺寸。
假设当图像为400×400时,物体速度为[16 16],那么图像缩小为200×200时,速度变为[8,8]。
缩小为100*100时,速度减少到[4,4]。
所以在源图像缩放了很多以后,原算法又变得适用了。
所以光流可以通过生成原图像的金字塔图像,逐层求解,不断精确来求得。
简单来说上层金字塔(低分辨率)中的一个像素可以代表下层的两个。
假设I和J是两幅2D的灰度图像,对于图像上每个像素点的灰度值定义为:I(x)=I(x,y) 和J(x)=j(x,y)其中x=(x,y)是图像上像素点的图像坐标。
在实际场景中图像I和图像J可以代表前后两帧图像。
对于图像特征点金字塔跟踪来说的目的是:对于前一帧的图像I上一点u(ux,uy),要在后一帧图像J上找到一点v(ux+dx,uy+dy)与之相匹配,即灰度值最接近。
那么向量d=[dx,dy]就是图像在点u处的运动速度,也就是所说像素点u的光流。
为了进一步说明向量d的含义。
我们假设前一帧图像经历了仿射变换到后一帧图像,定义变换矩阵为其中四个参数dxx,dyy,dxy,dyx表征着图像中的仿射变形。
所以光流计算的目的转变成找到向量d和变换矩阵A使得图像上一块区域内灰度差最小。
定义误差其中两个整数wx和wy设定了图像上矩形窗口的大小(2*wx+1)和(2*wy+1)。
典型的wx和wy取值为1,2,3,4,5,6,7个像素,相似度的函数被在(2ωx+1, 2ωy+1)的区域内定义。
注意在金字塔各层窗口的大小是保持恒定的尺寸。
对于Lucas-Kanade改进算法来说,主要的步骤有三步:建立金字塔,基于金字塔跟踪,迭代过程。
本研究课题主要依据金字塔跟踪算法,原理如下:总体来讲,金字塔特征跟踪算法描述如下:首先,光流和仿射变换矩阵在最高一层的图像上计算出;将上一层的计算结果作为初始值传递给下一层图像,这一层的图像在这个初始值的基础上,计算这一层的光流和仿射变化矩阵;再将这一层的光流和仿射矩阵作为初始值传递给下一层图像,直到传递给最后一层,即原始图像层,这一层计算出来的光流和仿射变换矩阵作为最后的光流和仿射变换矩阵的结果。
对于L=0,1,2,…L,定义是图像中像素点u在第L层对应点的坐标。