文档介绍：复旦大学
硕士学位论文
分布式智能监控系统的设计与实现
姓名:施荣杰
申请学位级别:硕士
专业:计算机应用技术
指导教师:沈一帆
20070501
摘要智能视频监控是计算机视觉领域一个新兴的应用方向和备受关注的前沿课题,其研究内容涉及计算机视觉、模式识别、人工智能、通信网络等多个学科。智能视频监控的目的是利用计算机视觉和视频分析的方法对摄像机拍录的图像序列进行自动分析,实现对动态场景中目标的定位、识别和跟踪,并在此基础上分析和判断目标的行为,实现对图像内容的理解并指导和规划人类的活动。目前视频监控系统已经被广泛的应用于道路交通、银行、商场,机场、地铁等公共场所。但现有的视频监控系统通常只是录制视频图像,用来当作事后证据,没有充分发挥实时主动的监控作用。而智能视频监控系统可以有效增强论和应用上都面临着很多难题,国内外大批学者投身于该领域的研究和探索,并且取得了大量的成果。本文在这些成果的基础上设计并开发了一个分布式智目前的背景建模算法仅仅考察图像中的像素点,缺乏对物体结构信息的把握,所以在应用过程中存在着较大的局限性。本文在此基础上结合边缘检测信息做了后续的处理,从而更好的提取完整的前景区域。在实际的应用中,如何定义目标物以及何时对目标物进行跟踪是两个重要的问题,本文通过形态学和连通性分析等操作把获取的前景区域分类成若个,每个对应一个目标物;本文还为每个维护了一个跟踪列表来确保传递给系统跟踪模块的是稳定的,可信的目标物。本文使用基于黂的非刚体实时跟踪算法和基于粒子过滤器的跟踪算法来实现对目标的跟踪,并以颜色空间上的统计分布作为上述跟踪算法中对目标物的特征描述,这样的设计和实现可以较好的处理部分遮挡、旋转、环境杂乱等问题,可以在较低的计算复杂度下取得较好的跟踪效果。本文还提出了基于多智能体的分布式协同智能监控系统的概念。在开放、动态的多监控节点环境下,基于多智能体的分布式协同智能监控系统对各智能体的目标、资源的使用进行协调,提高了单个智能体以及多个智能体所形成的系统的整体监控性能,增强了智能体及智能体系统在分布式、全覆盖监控环境关键字:背景建模,标检测,目标跟踪,分布式监控系统,多智能体中图分类号:监控能力、降低不安全隐患,同时节省人力物力资源。但是智能视频监控在理能监控系统,该系统具备下述特点和创新点:下对目标物进行全程有效跟踪的能力。分布式智能监控系统的设计与实现
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旌雄作者签名:施泶如导师签作者签名:缝攀盘,日期:塑翌浚盒论文独创性声明论文使用授权声明日期:.占./本论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。论文中除了特别加以标注和致谢的地方外,不包含其他人或其他机构已经发表或撰写过的研究成果。其他同志对本研究的启发和所做的贡献均已在论文中做了明确的声明并表示了谢意。本人完全了解复旦大学有关保留、使用学位论文的规定,即:学校有权保留送交论文的复印件,允许论文被查阅和借阅;学校可以公布论文的全部或部分内容,可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。保密的论文在解密后遵守此规定。
第一章引言随着计算机视觉技术的快速发展及相关实用算法的完善,智能监控系统的研究与开发已经成为当前计算机应用领域的热点,它与传统意义上的监控系统的区别在于其智能性。智能监控系统用摄像机代替人眼,用计算机替代人的识别、理解系统,使用有效的图像处理算法来分析由摄像机生成的大量图像序列,对被监控场景中的目标进行定位、跟踪和识别,协助相关工作人员完成监视或目标检测与跟踪是智能监控系统的核心功能之一,也是近年来计算机视觉领域备受关注的前沿研究方向。从图像序列中检测运动区域、对目标的运动进行识别和跟踪是一项十分重要且极具挑战性的工作。此外,目标检测与跟踪在智能人机接口、动画制作、虚拟现实等领域也有着广泛的应用。目标检测的目的是从图像序列中将目标物体所占区域从背景图像中提取出景图像的动态变化,如天气、光照、影子及混乱干扰等影响,给目标检测带来了相当的困难。目前常用的目标检测算法包括:背景减除【俊⑹庇虿罘帧】、光流法【恳约盎谀勘晡锾卣鞯耐臣剖侗稹】等。背景减除算法最为常用,但以固定摄像机为前提条件;时域差分算法允许摄像机自身发生运动,但是无法单独使用该方法来得到完整的前景信息;光流算法在摄像机与背景之间存在运动的前提下可以检测出运动物体,但是计算过程需要多步迭代,抗干扰能力较弱;基于目标特征的统计识别算法也不对摄像机的运动作任何假设,但是计算时间复杂度很高,易受背景中噪杂物的干扰。目标跟踪的任务是在连续帧之间创建位置、速度、色彩、纹理、形状等图像特征的匹配关系【】。