監控視頻中運動物體的檢測與追蹤

張 婷

（岳陽職業技術學院，岳陽 414000）

1 視頻序列中運動物體的檢測與追蹤

在視頻監視技術中，運動目標檢測，是一個重要的問題，在視頻監控系統中，運動目標檢測發揮著關鍵性的作用，其在監控系統中，處于最底層的位置，對于其它高級應用在目標識別、目標跟蹤等功能揮發提供了基礎性的作用。需要對運動目標準確檢測，從而開展后續工作，如果產生了錯誤和偏差，將會對后續工作造成影響。根據目標所處不同的背景環境，運動目標檢測可以劃分為靜態背景下、動態背景下對運動目標的檢測。在靜態背景下，攝像機位置固定，檢測跟蹤視野中運動目標，圖像具有背景，不會隨時間而變化。在動態背景下，攝像機并不固定，隨著時間的變化，視野也發生變化[1]。當前主要采用差圖像法光流法檢測運動目標，其中，光流法根據運動物體運動信息為依據，差圖像法根據運動物體灰度變化為依據，此外也可將兩種方法結合應用。

在應用視覺系統中，采用差分圖像檢測運動目標，可能遇到固定背景下的圖像差分，或是在一定時間間隔下的兩幅連續圖像差分。其中，固定背景下，差分法具有速度快、精度高等有點，對當前一副圖像獲取，差分后圖像獲取當前幀的運動物體，因而能夠得到準確的位置。但自然景物環境可能發生變化，會對其造成影響。對此，將背景圖像更新機制加入非受控環境應用，對參考幀需要不斷更換，因而在背景灰度變化大、攝像頭運動的情況下并不適用。連續圖像差分法，對于運動物體較為敏感，只是對相對運動物體的檢測。兩幅圖像時間間隔不長，光線變化對差分圖像影響不大，因而可得到穩定有效的檢測結果。但是，該方法對物體位置檢測精確度不足，在運動方向上會拉伸外界矩陣。

2 陰影檢測

在監控視頻中，對運動物體的檢測和追中，不能忽略陰影的影響。陰影指的是障礙體完全或部分遮擋成像光線，進而形成的成像部分遮擋區域。和周圍成像區域相比，陰影區域一般具有更小的灰度值。不過如果障礙體為透明，同時具有聚光性特點，則陰影區域可能形成更大的灰度值。隨著數字圖像處理技術的發展，人們在數字圖像處理中，提出了更高的要求。其中數字圖像陰影處理是一個重要的問題，而其處理同時具有優缺點。陰影形狀通常是障礙體輪廓投影，因此可以通過陰影對障礙體形狀位置確定。利用陰影，能夠對成像光源大小、形狀、強度、位置等加以確定。運用數字三維建模，將物體模擬陰影適當加入，對于空間感、立體感的提升效果顯著。但其同樣具有一定的不足，在陰影的影響下，其模糊作用會極大影響圖像明顯特征，對圖像匹配速度、精度產生影響。

3 運動物體檢測功能監控系統實現

3.1 系統特點及設計目標

當前運動目標的檢測、分割、識別算法中，通常任務依賴性較強，針對實際情況需要對多種不同算法組合應用，對數字計算效率有較高的要求，對用戶交互算法需求，同時對用戶界面提出較高要求。系統設計中，除了可維護性、可調整性、穩定性之外，還需要滿足提供便利的人機交互渠道，具備動態調整和組合算法的能力，滿足算法拓展和更新的能力，支持常用數學計算的能力等。

3.2 系統硬件構成

在系統硬件構成中，被監控設備包括嵌入式視頻服務器設備，能夠對現有模擬視頻監控設備加以保留，并平滑升級視頻監視系統，達到基于網絡視頻監控系統需求，對于顯存模擬CCTV系統集成更為適用。嵌入式視頻服務器設備，能夠使模擬視頻設備具有更多全新功能特點，消除了系統對DVR專用設備、模擬器監視器、同軸電纜的依賴性。

3.3 系統軟件設計實現

軟件功能設計實現中，選擇合適的開發平臺和工具，滿足安全性、可靠性、穩定性、簡便性的要求。以Windows操作系統為基礎，提供友好的圖形用戶界面，操作比較簡單，能夠為開發監控系統軟件提供穩定、堅實的平臺，保證開發環境的兼容、高效、高速、健壯。結合通用性、開發效率要求，采用VC++作為開發工具，C++語言具有更豐富的語言功能和更廣泛的應用，實際應用中靈活性高，實現功能強大，可對Windows底層功能方便調用。系統軟件結構方面，主要包括了6個獨立模塊，包括配置客戶端、監控客戶端、轉發服務器、錄像服務器、目錄服務器等。

4 結束語

在監控視頻中，對于運動物體的檢測與追蹤十分關鍵，本文提出一種運動目標檢測功能監控系統，具有較為明顯的優勢，具有良好的噪聲處理算法，降低了攝像頭轉動的噪聲；通過質心塊的運動算法，能夠對小目標進行更好的追蹤；通過卡爾曼濾波算法和二分圖匹配運動塊分析算法，提高追蹤精度；具有更強的實時性，對于實際應用中的需求，基本能夠滿足。

[1] 王直，張文章，肖江等.基于監控視頻中背景重組的運動物體的檢測[J].信息技術，2016，21（10）：172-174.