学生学号:1272406056
计算机学院
本科毕业论文开题报告 运动检测方法的研究 学生姓名:胡万俊 指导教师:孙红光
所学专业:计算机科学与技术 专业类别:师范 年级:2006 级 研究方向图象处理 东北师范大学计算机学院 2010 年03月 填表说明和要求
1. 封面的专业类别按师范类或普通类填写。
2. 文献综述报告不少于1200字,报告总体为3000字左右。
3. 参考文献一般不少于10篇,须包含相当比例的学术研究论文,不可全部为图书类文献。
4. 报告书写要参照本模板的规范,正文部分使用宋体5号字;报告采用计算机打印,左测装订,开题报告评审表装订在报告的最后一页。
5. 成果形式的类别可包括方法、算法理论、系统软件、硬件系统、应用软件系统等。
6. 完成论文的截止日期为毕业学期的5月31日,可按此日期安排论文进度。 一、文献综述(选题研究意义、国内外研究现状、主要参考文献等 1.题目来源(问题的提出
随着社会经济和科学技术的飞速发展,人们对安全技术防范的要求也越来越高。二十世纪八十年代末到九十年代中期,随着各种新型安保观念的引入,社会各部门、各行业及居民小区纷纷建立起了各自独立的闭路电视监控系统。然而,传统的视频监控受到当时技术发展水平的限制,监控系统大多只能在现场进行模拟电视监视,视频信息存储到录像带上,如果是监控的地点比较多,要求录像的数据保存时间长,录像带的数量就会变的惊人,整个查询、检索工作变的很复杂,管理运营成本增加,而且还会出现录像带时间长了或转录次数多了时图像质量变差的问题。随着编解码技术的发展,特别是MPEG4/H264编解码技术的成熟,越来越多的用户采用了数字视频监控系统,实时压缩多路视频,并存储到硬盘上,录像信息以数字形式存放在硬盘上。由于计算机屏幕尺寸有限,在同时显示多路视频时每一路预览的画面都比较小,这一点不利于工作人员及时发现一些细小的隐蔽的安全隐患问题;而且智能化在数字安全防范领域也得到越来越多的应用,在某些监控的场所对安全性要求比较高,需要对运动的物体进行及时的检测和跟踪,因此我们需要一些精确的图像检测技术来提供自动报警和目标检测。
2.选题的目的和意义 目的:
继承前人视频图像研究的成果,熟知几种普遍视频处理技术,着重掌握其视频检测方法,在理解掌握的基础上编程实验,完成基本的视频检测的代码
意义:
a了解数字视频与人们的密切关系,随着科技的发展,视频通信中的“面对面”信息交
流方式是一种最直接、最直观、最生动的交流方式,给人们的生活带来的巨大的变化。
b理解并掌握图象处理分支的视频处理的一般方法,如:运动估计,运动补偿等。尤其
重要的一点就是,掌握运动检测的相关算法。
c利用所学的知识,结合视频处理技术,为人们的生活做贡献。 3.国内外的研究现状 国外研究现状:
图象视频通信技术的发展经历了几个不同的发展阶段,最初的视频同例子是1964在美国纽约的国际博览会上展出的模拟可视电话,并在20 世纪70年代初提出了传送黑白静止或活动图象的点对点可视电话业务的商业应用。之后在20世纪80年代初,日本制定了在模拟网上传送黑白静止图象的
可视电话的TTC标准,并研发出满足该标准的图象通信设备,图象显示清晰度为100×100,每5~6秒钟传送一幅图象。然而20世纪70年代初和80年代初这两次视频通信研究,发展的高潮由于种种原因未能持续,在随后的一段时间里,图象,视频发展的步伐比较缓慢。一直到20世纪到90年代,计算机技术,信息技术,网络技术以及其他的相关技术的饿发展突飞猛进,进入了信息的数字化时代,在这阶段,视频压缩技术得到快速的发展,特别是视频,音频编解码,多媒体通信等方面的国际标准不断推出,有
利促进了视频通信技术走出实验室,进入了实用化阶段。如:视频会议,可视电话,视频监控等应用日益广泛。
国内研究现状:
目前国内数字化视频监控系统发展迅速,嵌入式系统更是由于其成本低、稳定性高、可维护性强等优势而成为新的发展方向。就压缩技术来看,主要采用MJPEG、MPEG-1和MPEG-4,其中MPEG-4在压缩方法上远远优于其他2种,在录像存储容量、清晰度、帧率可调及网络传输上都有大幅度的提高,因此已成为目前发展的热点。
运动目标的检测和跟踪是视频监控中的重要技术,现在的运动目标检测和跟踪技术包括帧差法、光流法、统计学方法和贝叶斯分割法等,在视频监控中主要应用的是帧差法。这些方法都是基于象素进行处理的,而且脱离了压缩技术,运算量和复杂度都比较大,不适合嵌入式视频监控系统。
由于MPEG-4将对象按运动、形状、纹理三类信息进行编码,运动信息编码主要是通过运动估计和补偿来完成。其中运动估计就是在参考画面上搜寻最相似的方块,并确定二块相对位置的变化,即确定运动矢量MV的过程。而运动目标的检测就是要将运动的物体与背景进行区分。所以可以充分利用二者的联系,将MPEG-4编码中运动估计所得到的运动矢量信息作为检测依据的基本信息,这样无须再增加额外的运算和存储就能获取整帧图像的所有运动信息。
运动检测是指在指定区域能识别图像的变化,检测运动物体的存在并避免由光线变化带来的干扰。但是如何从实时的序列图像中将变化区域从背景图像中提取出来,还要考虑运动区域的有效分割对于目标分类、跟踪等后期处理是非常重要的,因为以后的处理过程仅仅考虑图像中对应于运动区域的像素。然而,由于背景图像的动态变化,如天气、光照、影子及混乱干扰等的影响,使得运动检测成为一项相当困难的工作。
(格式运动检测原理:早期的运动检测如MPEG1是对编码后产生的I帧进行比较分析,通过视频帧的比较来检测图像变化是一种可行的途径。原理如下:MPEG1视频流由三类编码帧组成,它们分别是:关键帧(I帧,预测帧(P帧和内插双向帧(B帧。I帧按JPEG标准编码,独立于其他编码帧,它是MPEG1视频流中唯一可存取的帧,每12帧出现一次。截取连续的I帧,经过解码运算,以帧为单位连续存放在内存的缓冲区中,再利用函数在缓冲区中将连续的两帧转化为位图形式,存放在另外的内存空间以作比较之用,至于比较的方法有多种。此方法是对编码后的数据进行处理,而目前的MPEG1/MPEG4编码都是有损压缩,对比原有的图象肯定存在误报和不准确的现象。
4.主要参考文献
[1] 郝彦斌基于视频序列图象的运动目标检测与跟踪. 大连理工大学, 2008 [2] 许正荣运动目标的模拟. 合肥工业大学, 2004
[3] 刘庆涛红外运动目标分割技术方法研究与电路系统实现. 南京理工大学, 2004
[4] 高大山智能交通系统中运动目标检测方法的研究. 清华大学, 2002
[5] 王频佳 REAL-TIME PCR检测弓形虫方法学的建立及初步应用. 重庆医科大学, 2005
[6] 刘峰视频图象编码技术与国际标准
[7] [英]Iain E.G.Richardson H.264和MPEG-4视频压缩:新一代多媒体的视频编码技术》
[8] 卢峰数字视频设计与制作技术 [9] 精英科技视频压缩与音频编码技术
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