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1、Evaluation Warning: The document was created with Spire.Doc for .NET.院学编号： 西安邮电学院大学生科技创新活动项目申 请 表项目名称：基于嵌入入式的目目标标定定系统项目负责人人：李伟伟项目指导老老师：孙孙书咏项目类别：B 项目来源： 项目申报单单位：自自动化学学院自动动化08803班协作单位：申报时间：20110年4月3号西 安 邮邮 电 学 院院 团 委 制制2010年年3月一、 国内、外研研究的现现状及发发展趋势势现代自动检检测技术术是一种种利用计计算机系系统来代代替人工工进行目目标检测测的新兴兴技术。采采用成熟熟的自动
2、动检测技技术除了了可以提提供稳定定、准确确的检测测结果，还还可对检检测过程程中所发发现的问问题进行行分析、分分类，根根据问题题出现的的位置、频频率等参参数，对对原因进进行辅助助分析，将将结果反反馈给生生产管理理人员，为为提高生生产效率率提供辅辅助参考考信息，为为实现现现代企业业所要求求的全过过程管理理与控制制提供信信息。因因此，研研究者在在对客观观世界的的感知、信信息获取取、目标标检测等等方面进进行着广广泛的探探索和研研究。由于人类从从外界获获得的信信息约有有80%来自视视觉系统统，也就就是说视视觉是人人类观察察世界、认认知世界界的重要要功能手手段。因因此，用用计算机机来模拟拟生物微微观或宏宏
3、观视觉觉功能的的科学和和技术变变成一个个广受关关注的研研究领域域，特别别是在检检测科学学和技术术领域，更更是成为为一个即即有挑战战又有新新机的研研究分支支。但是，计算算机视觉觉既是工工程领域域、也是是科学领领域中的的一个富富有挑战战性的重重要研究究领域，而而且计算算机视觉觉是一门门综合性性的学科科。近年年来，随随着电子子技术、计计算机科科学及其其相关学学科如数数字图形形处理、模模式识别别、人工工智能以以及机器器学习等等学科研研究的发发展，计计算机视视觉在理理论上和和工程应应用上都都取得了了很大的的进展。计计算机视视觉己经经成为诸诸如制造造业、检检验、医医疗诊断断和军事事等领域域中各种种智能自自
4、主系统统中不可可分割的的一部分分，成为为对经济济和科学学有广泛泛影响的的科学和和工程的的基本问问题之一一。计算机视觉觉研究的的最终目目标就是是使计算算机能象象人那样样通过视视觉观察察和理解解世界，具具有自主主适应环环境的能能力，这这是要经经过长期期努力才才能达到到的目标标。目前前还没有有条件实实现象人人那样识识别和理理解任意意环境中中的目标标或自主主地完成成工作，而而只能建建立一种种视觉系系统，这这个系统统用各种种成像系系统代替替视觉器器官作为为输入传传感手段段，由计计算机来来代替大大脑完成成处理和和解释。依依据视觉觉传感和和反馈，以以某种程程度的智智能完成成特定的的任务。二、 研究内容（阶阶
5、段目标标、最终终目标）和和意义运动物体跟跟踪包括括对视角角范围内内运动物物体的检检测和跟跟踪，其其实质是是通过对对摄像机机摄取的的图像序序列帧进进行分析析，检测测并提取取出场景景中的运运动物体体，然后后对该物物体进行行跟踪，并并进一步步对目标标的运动动参数进进行估计计。运动物体检检测按目目标与CCCD之之间的关关系可以以分为静静态背景景和动态态背景运运动检测测。所谓谓静态背背景是指指摄像CCCD在在整个监监视过程程中不发发生移动动，只有有被监视视目标在在摄像CCCD的的视场内内运动，即即只是目目标相对对于CCCD的运运动；动动态背景景是指摄摄像CCCD在监监视过程程中发生生移动(如平动动、旋转
6、转或多自自由度运运动)，被被监视目目标在摄摄像CCCD的视视场内也也发生运运动，就就产生目目标与CCCD之之间复杂杂的相对对运动。静态背景下下运动物物体检测测主要的的方法是是：连续续帧差法法、背景景减法、光光流法等等。连续续帧差法法将连续续两帧图图像进行行差分比比较，从从中提取取出运动动物体的的信息，它它对动态态环境有有较好的的适应性性，但提提取出的的运动物物体完整整性较差差；背景景减法将将当前帧帧图像与与背景图图像进行行比较，能能够较完完整地提提取物体体，但对对场景的的动态变变化和光光照变化化较为敏敏感；光光流法计计算方法法相当复复杂，且且抗噪性性能差，如如果没有有特别的的硬件装装置则不不能
7、被应应用于全全帧视频频流的实实时处理理。这几几种方法法各有优优缺点，常常用的处处理方法法是将它它们相结结合，例例如三帧帧图像差差分法、连连续帧间间差分法法和背景景差分法法结合的的方法、动动态背景景更新的的方法等等。本课题的工工作主要要对特定定目标的的标定。本立项实现现的目标标包括如如下几个个方面：1 研究相相关计算算机图像像处理的的理论和和方法2 研究计计算机标标定技术术3 从复杂杂场景中中提取特特征障碍碍信息4 对信息息做出判判断，预预警三、 预期达到的的技术目目标和拟拟解决的的技术问问题计算机标定定技术主主要有以以下几项内容容:1、基于区区域的运运动标定定此方法对噪噪声有较较强的鲁鲁棒性，
8、分分为基于于区域的的刚体跟跟踪和非非刚体跟跟踪，基基于非刚刚体跟踪踪算法为为：得到到上一帧帧中对象象的边界界，估计计边界像像素块的的运动，重重新提取取当前帧帧的准确确边界，生生成对象象的模板板。这种种方法简简单，但但要求对对象和背背景的对对比度较较强。基基于刚体体跟踪算算法为：首先进进行二参参数的运运动估计计，提取取对象模模板，再再进行六六参数的的运动估估计并分分割对象象边界。这这种方法法可以处处理对象象和背景景间对比比度弱的的情况，以以及对象象间出现现局部遮遮挡的情情况，但但必须是是刚体运运动。为为减小模模板窗口口搜索范范围因对对象大小小、形状状和运动动方向的的改变而而产生较较大误差差。2、
9、基于网网格的标标定此方法是将将上一帧帧边界作作为下一一帧的粗粗边界，按按最大对对比度约约束条件件查找新新的准确确边界，新新的未覆覆盖区域域的边界界用2 D网格格和搜索索算法重重新提取取，根据据运动矢矢量、彩彩色信息息和边界界信息指指定为背背景、原原对象一一部分或或新出现现的对象象，对新新出现的的物体也也进行跟跟踪，每每帧都需需要更新新网格结结构。该该方法的的优点是是：可跟跟踪多个个刚体或或非刚体体对象；可处理理对象间间的遮挡挡、对象象的消失失和新对对象的出出现。缺缺点是：边界对对比度不不能太弱弱，分割割出的对对象边界界不够清清楚准确确。3、基于变变形模板板的标定定变形模板有有非参数数变形模模板
10、和参参数变形形模板，参参数变形形模板又又可分为为参数化化变形模模板和基基于原型型的变形形模板。SSnakke算法法是一种种典型的的非参数数变形模模板，应应用Snnakee算法可可以较好好地跟踪踪运动对对象，但但在图像像平滑梯梯度为零零的区域域，只能能依靠内内部力推推动模型型，因此此收缩步步长小，由由此带来来迭代次次数的增增加。四、研究、试试验方法法和技术术路线跟踪运动物物体分为为两个步步骤，首首先检测测并提取取出进入入监控区区域的运运动物体体，其次次根据提提取出的的运动物物体的特特征对其其进行跟跟踪，告告诉伺服服机构要要向哪个个方向移移动，要要移动多多少，完完成这两两步才算算对该运运动物体体实
11、现跟跟踪。(l)运动动物体检检测运动物体检检测是从从序列图图像中将将运动变变化区域域检测并并提取出出来，提提取区域域的好坏坏直接影影响目标标跟踪和和行为理理解等后后期处理理。在实实际的图图像处理理中，背背景图像像的动态态变化，如如天气、光光照、影影子等影影响，以以及物体体自身形形态的变变化都使使得运动动物体检检测成为为一项困困难的工工作。连续帧差法法是将连连续图像像序列中中的两个个相邻帧帧做差分分比较，用用阐值化化来提取取运动物物体的信信息，是是最常用用的一种种方法。这这种算法法实现简简单，程程序设计计复杂度度低。(2)运动动物体标标定跟踪问题等等价于连连续图像像帧间基基于位置置、速度度、形状
12、状等有关关特征的的匹配问问题，是是对分割割出的运运动物体体的轨迹迹和轮廓廓变化进进行持续续性检测测，基于于区域的的跟踪方方法是通通过区域域块来完完成物体体跟踪，目目前已有有较多的的应用。该该方法的的难点是是处理运运动目标标的影子子和遮挡挡，可利利用彩色色信息以以及阴影影区域缺缺乏纹理理的性质质来解决决，利用用区域跟跟踪器和和物体表表面颜色色模型，在在遮挡情情况下也也能够较较好地完完成多目目标的跟跟踪。五、计划进进度 时间 目标主要措施2010.04-2010.07实现系统大框架查阅相关资料2010.07-2010.09实现主要功能 编写相关程序2010.09-2010.12完成系统编写相关细节
13、程序六、成果形形式（技技术指标标，验收收标准）本立项实现现的目标标包括如如下几个个方面：1 研究相相关计算算机图像像处理的的理论和和方法2 研究计计算机标标定技术术3 从复杂杂场景中中提取特特征障碍碍信息4 对信息息做出判判断，预预警七、课题组组成员及及分工姓 名性别出生年月所在单位项目中的分工签章李伟男90.11.12自动0803编程吴二莎女89.03.21自动0803资料，文档卢小琦男 90.08.1自动0801编程八、指导老老师意见见签名： 年年 月 日九、协作单单位的任任务及要要求十、经费概概算（计计算根据据及理由由）开发板：110000元相关书籍：300元元交通费：1100元元合计：14400元十一、院系系意见（对对本申请请书各项项内容的的真实性性、经费费预算的的合理性性，能否否提供研研究条件件和必要要支持、签签署具体体意见）（盖章） 年 月月 日十二、校级级评审专专家意见见签名： 年年 月 日十三、校团团委意见见（盖章） 年 月月 日十四、项目目开题阶阶段考核核意见签名： 年年 月 日十五、项目目中期阶阶段考核核意见签名： 年年 月 日十六、项目目参赛阶阶段考核核意见签名： 年年 月 日
