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1、广东工业大学 硕士学位论文 多摄像机环境下的目标跟踪研究 姓名：杨俊 申请学位级别：硕士 专业：计算机应用技术 指导教师：战荫伟 20100501 摘要 摘要 视频监控能够实时地观测被监视场景的运动目标，并且分析描述他们的行为，为 更高层次的理解和决策提供辅助信息。目标的运动分析是计算机视觉领域内的一个研 究热点也是当前视频监控中的一个重要研究方向。目标运动分析的研究内容相当丰 富，主要涉及到模式识别、图像处理、计算机视觉、人工智能、机器学习等学科知识。 基于单摄像机的目标运动分析的相关技术已比较成熟，但是单摄像机监控中存在 一些难以解决的问题，比如目标遮挡，分辨率不足，监控范围有限等等。多摄
2、像机环 境下的目标运动分析的研究就成为必然。多摄像机的协同工作以及数据的融合是多摄 像机监控技术发展的一个瓶颈，而目标交接是多摄像机视频监控的基础和关键技术之 一，能够有效的解决多摄像机的数据融合，实现目标的连续跟踪。 本文是在摄像机固定的静态背景环境下进行研究，而且相邻的摄像机之间具有重 叠视野范围。本文的主要工作如下： 1 详细介绍了多摄像机视频监控中涉及到的关键技术和相关算法：目标检测、 目标跟踪以及多摄像机环境下的目标交接的方法。对一些关键技术进行分析和总结， 为多摄像机视频监控的研究者提供有价值的参考。 2 研究和分析了尺度不变特征变换( S c a l e I n v a r i
3、a n tF e a t u r eT r a n s f o r m , S I F r ) 算 法及射影变换的方法。提出一种基于S I F T 算法及射影变换的摄像机视野分界线的生 成算法。该方法通过计算图像边界点的射影变换点，快速、准确的确定摄像机的视野 分界线。从而为后续的目标交接、目标遮挡等提供了依据。 3 研究和分析了基于视野分界线的目标交接技术。提出一种改进的基于S I F T 算 法及射影变换的目标交接算法。该方法不需标定摄像机的参数，利用摄像机视野分界 线作为辅助信息，对其中一个视角下的目标位置进行射影变换，通过位置的最短距离 信息实现目标匹配。实验表明此方法具有较好的准确性
4、及鲁棒性，该方法能够快速、 准确的实现目标正确交接。 关键字：多摄像机视频监控；S I F T 算法；F O V ：目标交接；射影变换 A b s t r a c t A b s t r a c t V i d e os u r v e i l l a n c ec a no n l i n em o n i t o rt h em o v i n go b j e c t si nt h es u r v e i l l e ds p o ta n d a n a l y s et h eo b j e c t s b e h a v i o r si no r d e rt op r o
5、v i d ea u x i l i a r yi n f o r m a t i o nf o rh i g h e rl e v e l u n d e r s t a n d i n ga n dd e c i s i o nm a k i n g T h ea n a l y s i so fm o v i n go b j e c t si sn o to n l yah o t r e s e a r c hi s s u ei nc o m p u t ev i s i o nd i s c i p l i n e ，b u ta l s oa ni m p o r t a n
6、to r i e n t a t i o ni nc u r 删 v i d e os u r v e i l l a n c e T h er e s e a r c ho n a n a l y s i so fm o v i n go b j e c t si se s p e c i a l l yr i c hi nc o n t e n t , w h i c hi sm a i n l yi n v o l v e dw i t hp a t t e r nr e c o g n i t i o n , i m a g ep r o c e s s i n g ，c o m p
7、u t e rv i s i o n , a r t i f i c i a li n t e l l i g e n c e ，m a c h i n el e a m i n ga n ds oo n T h er e l e v a n tt e c h n o l o g yo nb a s i so fa n a l y s i so fm o v i n go b j e c t si ns i n g l ec a m e r a s u r v e i l l a n c ei sc o m p a r a t i v e l ym o r ed e v e l o p e d
8、 ，b u tt h e r ea r es o m et o u g hp r o b l e m s F o r e x a m p l e ，t h e r ei so b j e c t o c c l u s i o l l i n a d e q u a t er e s o l u t i o n , t h el i m i t e ds u r v e i l l a n c er a n g e a n ds oO I LH e n c e ，i ti sam u s tt om a k er e s e a r c ho na n a l y s i so fm o v
9、i n g o b j e c t si n m u t i - e a m e r as u r v e i l l a n c e H o w e v e r , o n eo fb o t t l e n e c k si sc 锄e r 乏峪s y n e r g i s ma n dt h ed a t a f u s ei nd e v e l o p m e mo f t e c h n o l o g yo fm u l t i - c a m e r as u r v e i l l a n c e S u c hab o t t l e n e c kc a nh e d
10、e a l tw i t ho b j e c t sh a n d o 正t h ef o u n d a t i o na n do n eo ft h ek e yt e c h n o l o g i e si nm u l t i - c a m e r a s u r v e i l l a n c e ，b e c a u s ei t i sa b l et os o l v et h ed a t af u s i o no fm u l t i c a m e r aa n dr e a l i z et h e o b j e c t sc o n t i n u i n
11、 gt r a c k i n gi nm u l t i o c a m e r as u r v e i l l a n c e I nh i sp a p e rw er e s e a r c hu d e rt h ec i r c u m s t a n c et h a tt h ec a i i 硷r a s ，w i t ho v e r l a p p i n g f i e l do f v i e w s ，a r es t a t i o n a r y T h em a i nc o n t r i b u t i o n si nt h i sp a p e ra
12、 r ea sf o l l o w s ： A tf i r s t ，w ei n t r o d u c et h er e l a t e dk e yt e c h n i q u e sa n da l g o r i t h m s ，s u c ha s o b j e c t s d e t e c t i o n , o b j e c t st r a c k i n ga n do b j e c t sh a n d o f fi nm u l t i - c a m e r as u r v e i l l a n c e ，i nd e t a i l W e m
13、 R k ea n a l y s i sa n ds u m m a r yo ns o m ek e yt e c h n o l o g i e ss oa st op r o v i d es o m ev a l u a b l e r e f e r e n c e st ot h er e s e a r c h e r si nm u l t i c a m e r as u r v e i l l a n c e S e c o n d ，h a v i n ga n a l y z e da n dr e s e a r c h e do nt h eS c a l e I
14、 n v a r i a n t - F e a t u r e - T r a n s f o r m a k o r i t h ma n dh o m o g r a p h , w ep u tf o r w a r dan e wa p p r o a c ht or e c o v e rc a m e r af i e l do fd e w l i n e sb a s e do nS I F Ta n dh m o m o g r a p h B yc o m p u t i n gt h eh o m o g r a p hp o i n t so ft h ei m a
15、g e b o u n d a r yp o i t si tc a nq u i c k l ya n da c c u r a t e l yr e c o v e rt h ec a m e r af i e l do f v i e wl i n e s ，w h i c h I l l 广东工业大学硕士学位论文 p r o v i d e st h e f o u n d a t i o nf o rt h ef o l l o w i n gt a s k s ，s u c ha so b j e c t sh a n d o f fa n do 场e c t s o c c l
16、u s i o n T h i r d ，w ep r o p o s ea ni m p r o v e da l g o r i t h mt oa c h i e v eo b j e c t sh a n d o f fi nm u l t i p l e c a m e r a sb a s e do nS I F Ta n dh o m o g r a p hw i t hh e l po fa n a l y s i sa n dr e s e a r c ho nt a r g e t h a n d o f fb yu s i n gc a m e r af i e l do fv i e wl i n e s I nt h i sw a yw ed 0n o tn e e dt oc a l i b r a t et h e c a m e r a s p a r a m e t e r s I n s t e a d ，w ea c h i e v et h eo b j e C t sm a
