視覺跟蹤技術研究

摘 要

   視覺跟蹤是通過對圖像序列中的運動目標進行檢測、 提取、表達和識別，首先獲得關于運動目標的位置、速度、加速度及其運動軌跡等運動參數，再通過進一步處理與分析，實現對運動目標的行為理解，以最終完成更高一級的任務如對目標實施跟蹤等。可見， 視覺跟蹤技術是一項融合圖像處理、模式識別、人工智能、自動控制等多個領域的高技術課題。

本文主要研究了視頻圖像序列中的跟蹤技術及其實現。首先給出了視覺跟蹤算法的相關知識及其分類，然后詳細介紹了本文中采用的跟蹤算法以及在實例中的應用，最后給出了設計和實驗結果。本文的重點在于算法的設計，整個視覺跟蹤算法是通過建立目標檢測和目標跟蹤兩個不同的模塊來進行實現的。跟蹤模塊主要研究了圖像分割算法，并采用顏色檢測算法進行被跟蹤目標的定位；在跟蹤目標檢測成功的基礎上，目標跟蹤模塊通過一階差分運動估計，確定最大的搜索區域，在此區域使用直方圖窮舉算法來實現目標的跟蹤。實驗結果表明該系統能夠對通過計算機圖像序列中的目標進行準確的檢測與跟蹤，具有良好的性能和一定實際應用價值，可以被應用在視頻監控系統中。

關鍵詞:目標檢測,目標跟蹤,計算機視覺

Abstract

...

Keywords:targets detection,targets tracking,compute vision

目錄

第一章 緒論1

1.1 引言1

1.2 視覺跟蹤技術的研究意義1

1.3 涉及的學科和理論2

1.4 本文工作及內容安排3

1.4.1 本文的主要工作3

1.4.2 論文各章內容安排3

第二章 視覺跟蹤算法分析4

2.1 目標跟蹤算法基礎4

2.2 目標跟蹤中的難點5

2.3 目標檢測的基本概念和主要技術方法5

2.3.1 目標檢測的基本概念5

2.3.2 目標檢測的主要技術6

2.3.3 基于知識的方法6

2.3.4 特征不變的方法7

2.3.5 模板匹配的方法7

2.3.6 基于外觀的方法7

2.4 目標跟蹤的基本概念及主要技術8

2.4.1 目標跟蹤的基本概念8

2.4.2 目標跟蹤主要方法9

2.5 OpenCV介紹10

2.5.1 OpenCV 的特點10

2.5.2 OpenCV 的函數體系11

2.5.3 OpenCV在VC++6.0的一些重要配置11

第三章 視覺跟蹤系統實現15

3.1 目標檢測和跟蹤系統的設計目標15

3.2 系統的基本軟件、硬件15

3.3 目標檢測和跟蹤系統的整體框架15

3.4 關鍵技術方案和模塊設計17

3.4.1 視頻圖像捕獲模塊17

3.4.2 人臉檢測模塊18

3.4.3 人臉跟蹤模塊26

第四章 總結和展望32

4.1 本文工作總結32

4.2 未來工作展望32

參考文獻34

致謝35

畢業設計小結36