视频图像中运动目标检测

毕业论文

题目视频图像中运动目标检测

方法研究

专业电气工程及其自动化

班级电气1003

学生曹文

学号***********

指导教师赵哥君

二〇一二年六月八日

摘要

在很多现代化领域，运动目标检测都显示出了其重要的作用。尤其是近二十年的社会经济的飞速发展，运动目标检测都彰显了其重要性，在航空、通信、航海等各个方面都有关键性的作用，从而使运动目标检测方法的研究成为各国的研究热门课题。

通过阅读大量的相关论文、期刊及其网络资源，了解了高斯背景建模及背景更新的基本原理及思想。在本文中，首先介绍了运动目标检测方法的相关基础知识，如图像的二值化、图像的形态学处理、颜色空间模型。然后重点说明了三种常用的运动目标检测方法的研究，简要阐述了三种研究方法的基本思想。在老师的帮助下进行了相应的实验，最终得出了三种运动目标检测方法的优点和缺点，着重探究了高斯背景建模及其背景更新基本原理及思想。

最后，通过相关的程序及软件对混合高斯背景模型进行了相关的实验，进而发现了混合高斯背景建模算法存在的不足之处，如：高斯背景建模的计算量大、运动目标较大时检测效果差等问题，并对对这些问题提出了相关设想及改进。

关键词：运动目标检测；二值化；图像的形态学处理；高斯背景建模；背景更新

ABSTRACT

In many modern fields, moving target detection are showing its important role. Especially nearly twenty years of rapid development of social economy, the moving target detection has shown its importance, in various aviation, communication, navigation and so on have a key role, so the study of moving target detection method has become a research hot topic in countries.

By reading relevant papers, a large number of journals and cyber source, understand the basic principle and thought of Gauss background modeling and updating the background. In this paper, firstly introduces the basic knowledge of moving target detection method, such as the two values image, morphological image processing, color space model. Then focus on the study of three methods used for moving object detection, a brief description of the basic ideas of the three kinds of research methods. By the experiment, the results of three kinds of method of moving target detection has advantages and disadvantages, this paper emphatically explores Gauss background modeling and background updating basic principle and thought.

Finally, through the program and software related to mixed Gauss background model for the relevant experiments, and found the shortcomings, the presence of mixed Gauss background modeling algorithm such as: the problem of computing Gauss background modeling, moving target volume larger detection effect is poor, and on these problems put forward relevant ideas and improvement.

Keywords: moving object detection; two values; morphological image processing; Gauss background modeling; background update

1 前言

1.1国内外研究现状

运动目标检测在机器人、视频监控、交通道路检测、军事战争、模拟现实等众多的领域都有极其重要的应用和良好的发展前景。[1]

近年来运动目标检测的研究方法在计算机方面一直都处于热门性研究话题，国内外等众多的学者在运动目标检测等方面进行了不懈的努力。

运动目标检测在国外，早在二十世纪美国有关部门就运动目标检测进行了监控系统项目的研究，其主要的目的是实现在一定的环境下对运动目标的检测，该系统采取了帧差分法的检测方法。此外世界知名的计算机公司如IBM以及Microsoft等也纷纷进行了监控系统研究的实验，他们研究出来的智能监控系统极大的推进了视频监控的研究，并使得智能监控系统能够应用于现实实际的需要，推进力社会现代化的进程。

中国科学院是国内所有研究运动目标检测的机构中的引领者，而北京自动化研究所在运动目标检测方面则是做出了较大的贡献，交通场景的监控和行为模式识别是重点研究方向，在检测系统中有着重要的地位。错误!未找到引用源。图 1. 1、图1. 2是我们日常生活中常见的监控的场景。

为了适应社会发展的需要，于2002年第一次成功举办了全国智能视觉监控会议，这次会议的主要内容是研究视觉监控技术，加强了运动目标检测经验的交流，推动了运动目标检测技术在我国的快速发展。2003年第二届全国智能视觉监控会议同样在模拟识别国家重点实验室成功举办，推动了智能视觉监控系统的设计及开发在推广，并在同年的5月出版了一期针对动态场景的视觉监控专刊。错误!未定义书签。

运动目标检测的迅速发展也吸引了一些高校的注意，一些著名高校，如：北京航天航天大学、上海交通大学、北京大学都对视频运动目标的检测做了大量的研究，并取得了骄人的成绩，进一步推动了运动目标检测的发展。

尽管近二十年运动目标检测在国内取得了骄人的成绩,但是目前在运动目标检测方法这方面依然有很大的不足，当前国内市场上能够见到的大部分智能监控产品来源于国外，如德国、美国、日本等。而且国内大部分运动目标检测产品的可靠性依然有待提高，重要的是设备的维护和安装等问题需要国外人员的参与和协助,运动目标检测方法技术的突破存在着困难。[2]