【正文】 用當(dāng)前幀進(jìn)行替換更新，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后就可以提取出背景圖像。本文是在攝像機(jī)靜止的固定背景下進(jìn)行多目標(biāo)檢測(cè) 的，在對(duì)背景減除法和幀差法充分分析研究基礎(chǔ)上對(duì)背景圖像的獲取和更新采用了背景減除和幀間差分相結(jié)合的方法，該方法能有效地檢測(cè)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)并能適應(yīng)監(jiān)控場(chǎng)景的實(shí)時(shí)變化。 計(jì)算當(dāng)前幀和以前幀中對(duì)應(yīng)像素點(diǎn)亮度上的比值 ，如該值小于預(yù)設(shè)閾值 ， 則認(rèn)為該點(diǎn)為陰影點(diǎn) ， Cucchiara 等 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 在檢測(cè)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)時(shí) ， 還需要考慮陰影的影響 ， 陰影可能會(huì)扭曲目標(biāo)的形狀 ， 甚至可能被誤檢為目標(biāo)。為解決此問(wèn)題 , Elgammal 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 )將得到一個(gè)錯(cuò)誤的檢測(cè)目標(biāo) ， 稱為虛假目標(biāo)。不同的背景建模方法有不同的閾值分割規(guī)則，可以根據(jù)像素的亮度、顏色差異、分布密度，或者綜合考慮多種因素。 預(yù)處理的另一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題是將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成適應(yīng)特定減背景算法的格式。 減背景 的基本思想是用當(dāng) 前幀與背景幀進(jìn)行差分，如果背景模型選取適當(dāng)，能比較準(zhǔn)確 浙江科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 20 的分割出運(yùn)動(dòng)物體。 一種改進(jìn)的方法是利用三幀差分代替，如 VSAM開發(fā)了一種自適應(yīng)背景減除與三幀差分相結(jié)合的混合算法，它能夠快速有效地從背景中檢測(cè)出運(yùn)動(dòng)目標(biāo)；另一種改進(jìn)方法是采用后處理的方法如形態(tài)濾波、區(qū)域連通或參數(shù)模型等方法提取完整的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)信息。 是以直接比較圖像序列相鄰對(duì)應(yīng)像素點(diǎn)發(fā)生的相對(duì)變化為基礎(chǔ)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)的方法， 可分為相鄰兩幀圖像差分和連續(xù)三幀差分。 光流法就是利用圖像灰度在時(shí)間上的變化與景象中物體的結(jié)果和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系，進(jìn)行運(yùn)動(dòng)物體的檢測(cè)，光流法的計(jì)算結(jié)果通常誤差較大，分割結(jié)果的精確性依賴于估算的光流場(chǎng)的精確性，且計(jì)算復(fù)雜，如果沒(méi)有硬件幫助的話，很難滿足系統(tǒng)實(shí)時(shí)性的要求。 基于梯度的方法利用圖像序列的時(shí)空微分計(jì)算 2D 速度場(chǎng)（光流）。 基于頻域的方法利用速度可調(diào)的濾波組輸出的頻率或相位信息。這種方法在視頻編碼中得到了廣泛的應(yīng)用。 基于匹配的光流計(jì)算方法包括基于特征和區(qū)域的 兩種。并不需要通過(guò)求解光流約束方程求出 u,v。故而 浙江科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 18 人們提出了各種其他的約束方程以聯(lián)立求解。設(shè) t+dt 時(shí)刻該點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到(x+dx,y+dy)點(diǎn)，他的灰度為 E ( , , )x d x y d y t d t? ? ?。而在一個(gè)圖像平面上，物體的運(yùn)動(dòng)往往是通過(guò)圖像序列中不同圖象灰度分布的不同體現(xiàn)的。對(duì)于光流的研究已經(jīng)在環(huán)境建模、目標(biāo)檢測(cè)與跟蹤、自動(dòng)導(dǎo)航及視頻事件分析中得到了廣泛的應(yīng)用 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 目前運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)方法有 3 種 : 幀差法 、 減背景 法 和光流法 光流是空間運(yùn)動(dòng)物體被觀測(cè)面上的像素點(diǎn)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的瞬時(shí)速度場(chǎng)，包含了物體 3D 表面結(jié)構(gòu)和動(dòng)態(tài)行為的重要信息 錯(cuò)誤 !未找到引用源。原理如下： MPEG1 視頻流由三類編碼幀組成，它們分別是：關(guān)鍵幀（ I 幀），預(yù)測(cè)幀（ P 幀）和內(nèi)插雙向幀（ B 幀）。 通過(guò)對(duì)本系統(tǒng)的使用，可以了解圖形圖像處理的一些基本手段和方法，如細(xì)化、膨脹、灰度化、二值化、平滑、邊緣提取等 [4]。 浙江科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 16 第 三 章 運(yùn)動(dòng)檢測(cè) 視頻圖像中運(yùn)動(dòng)物體分析關(guān)鍵的一步就是從連續(xù)的視頻圖像中提取出運(yùn)動(dòng)目標(biāo) ,即運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)。 (1)在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用 主要包括顯微鏡圖像處理； DNA 顯示分析；紅、白血球分析計(jì)數(shù)；蟲卵及組織切片的分析；癌細(xì)胞識(shí)別；染色體分析；心血管數(shù)字減影及其他減影技術(shù)；內(nèi)臟大小形狀及異常檢測(cè)；心臟活動(dòng)的動(dòng)態(tài)分析；熱像、紅外像分析； X 光照片增強(qiáng)、凍結(jié)及偽彩色增強(qiáng)；超聲圖像成像、增強(qiáng)、凍結(jié)及偽彩色處 理等。原來(lái)圖像的輪廓變細(xì)了 [6]，細(xì)化后的圖像效果如圖 所示。但抽骨架很少通過(guò)在物體內(nèi)擬合圓來(lái)實(shí)現(xiàn)。細(xì)化將一個(gè)曲線物 體細(xì)化成為一條單像素寬的線，從而圖形化地顯示出其拓?fù)湫再|(zhì)。自動(dòng)閥值選取法，是先對(duì)灰度圖像進(jìn)行掃描，根據(jù)得到圖像中點(diǎn)的亮度情況，自動(dòng)地設(shè)定一個(gè)閥值。也就是圖像的二值化，一般都是在實(shí)現(xiàn)了圖像的灰度操作之后進(jìn)行的。本系統(tǒng)中對(duì) 3 個(gè)分量是按照 、 、 的權(quán)重來(lái)分配的。但是在其他相關(guān)應(yīng)用中，可以根據(jù)需要 設(shè)定相應(yīng)的濾波模板對(duì)圖像進(jìn)行平滑處理。 中值濾波也是一種非線性的圖像平滑方法，它對(duì)一個(gè)滑動(dòng)窗口內(nèi)的諸像素灰度值排序，用其中值代替窗口中心像素的原來(lái)灰度值。它對(duì)脈沖干擾和椒鹽的抑制效果好。所謂局部平滑法就是一種直接在空域上進(jìn)行平滑處理的技術(shù)。圖片顏色數(shù)據(jù)讀取的函數(shù) ReadDIBFile[3]。而且，在本系統(tǒng)中要讀取的不止一幅圖片，所以要設(shè)置不同圖片 (如背景，前景 )的顯示區(qū)域，同時(shí)還要注意及 時(shí)釋放無(wú)用的文件句柄，避免內(nèi)存泄漏。只要讀入 BITMAPINFO 結(jié)構(gòu)和圖像數(shù)據(jù)即可。 圖像處理的 舉 例 圖像數(shù)據(jù)讀取 首先要從一個(gè) BMP 文件中讀取圖像信息，并把圖像顯示在視圖區(qū)。輸入 /輸出圖像和庫(kù)程序的方便和快速訪問(wèn)也是一個(gè)實(shí)際應(yīng)用中的要求。 2） 需要高質(zhì)量的設(shè)備。采用不恰當(dāng)?shù)目沼虿蓸雍筒磺‘?dāng)?shù)幕叶攘炕赡懿⒉慌懦到y(tǒng)成功的可能性，但會(huì)使失敗的原因難以確定。具體實(shí)現(xiàn)方法為：先把兩個(gè)圖像的特征區(qū)域的中心點(diǎn)對(duì)齊，然后根據(jù)兩個(gè)中心點(diǎn)在各自圖像中的偏差，來(lái)確定要比較的像素。有些是需要通過(guò)變換或測(cè)量才可得到的認(rèn)為特征，如各種變換頻譜、直方圖、矩等。 本設(shè)計(jì)涉及的主要數(shù)字圖像處理技術(shù)有以下內(nèi)容： 圖像分析和特征提?。簣D像分析可看作是一個(gè)描述過(guò)程，主要研究用自動(dòng)或半自動(dòng)裝置和系統(tǒng)，從圖像中提取有用的測(cè)度、數(shù)據(jù)或信息，生成非圖像的描述或者表示。數(shù)字圖像處理有很多優(yōu)點(diǎn)。 應(yīng)此 ,未來(lái)發(fā)展系列化的編解碼器或 IP 網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)產(chǎn)品 ,不斷完善整個(gè)管理平臺(tái) ,不斷整合網(wǎng)絡(luò)、存儲(chǔ)和其它視頻智能方面的第三方增值軟件 ,通過(guò)產(chǎn)品組合營(yíng)銷形成各種強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力的解決方案是網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控的發(fā)展之道。中國(guó)電信和中國(guó)網(wǎng)通分別推出了“全球眼”和“寬視界”的視頻監(jiān)控業(yè)務(wù)，主要面向中小企業(yè)客戶。 視頻監(jiān)控系統(tǒng)用到的設(shè)備主要有模擬攝像機(jī)、數(shù)字硬盤刻錄機(jī)、視頻服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)攝像 浙江科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 機(jī)、監(jiān)視器以及云臺(tái)、線 纜等。光纖跳線連接是否 損壞 。 圖 131 全球眼 圖 132 新視界 視頻監(jiān)控常見(jiàn)的故障分析 : (1) 在監(jiān)視器的畫面上出現(xiàn)一條黑杠或白杠 ,并且向上或向下慢慢移動(dòng) 在分析這類故障現(xiàn)象時(shí) ,首先要分清是電源的問(wèn)題還是地環(huán)路的問(wèn)題 ,一種簡(jiǎn)易的方法是 ,在控制主機(jī)上 ,就近只接一臺(tái)電源沒(méi)有問(wèn)題的攝像機(jī)的輸出信號(hào) ,如果在監(jiān)視器上沒(méi)有出現(xiàn)上述的干擾現(xiàn)象 ,則說(shuō)明控制主機(jī)無(wú)問(wèn)題 。 當(dāng)然 ,我們不能忽視一個(gè)重要的因素是安防系統(tǒng)對(duì)家庭用戶來(lái)說(shuō)價(jià)格仍然昂貴。在美、英等國(guó) ,個(gè)人使用視頻監(jiān)控主要是應(yīng)用 浙江科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 于住宅的安全防范和財(cái)產(chǎn)的監(jiān)控。 “平安城市”的建設(shè)促進(jìn)了視頻監(jiān)控市場(chǎng)的迅速增長(zhǎng) ,預(yù)計(jì)到 20xx 年 ,全國(guó)約有 200 萬(wàn)個(gè)監(jiān)控?cái)z像頭用于城市監(jiān)控與報(bào)警系統(tǒng)。 “平安 城市”是 20xx~20xx 年電子政務(wù)建設(shè)中的重點(diǎn)業(yè)務(wù)系統(tǒng) ,在“平安城市”的建設(shè)中 ,其核心是城市報(bào)警與監(jiān)控系統(tǒng) ,城市報(bào)警與監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)也是社會(huì)治安防控體系的重要組成部分。近幾年 ,隨著各國(guó)社會(huì)對(duì)安防的重視 ,視頻監(jiān)控業(yè)務(wù)取得了長(zhǎng)足的發(fā)展。用戶原有模擬或數(shù)字監(jiān)控前端采集設(shè)備可以繼續(xù)使用 ,避免資源浪費(fèi) 。通過(guò)軟、硬件多重密碼權(quán)限認(rèn)證 ,杜絕非授權(quán)者訪問(wèn) 。它可以依托無(wú)處不在的電信網(wǎng)絡(luò) ,通過(guò)有線 /無(wú)線、光纖 /銅纜等多種接入方式 ,實(shí)現(xiàn)監(jiān)控點(diǎn)的設(shè)置。支持大量用戶同時(shí)訪問(wèn)監(jiān)控?zé)狳c(diǎn) 。而整個(gè)系統(tǒng)的主要功能及一些增值服務(wù)是由管理平臺(tái)軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)的 ,所以軟件的功能至關(guān)重要。網(wǎng)絡(luò) DVR 是集網(wǎng) 絡(luò)監(jiān)視、遠(yuǎn)程存儲(chǔ)、本地錄像事件處理為一體的以監(jiān)控為主導(dǎo)功能的設(shè)備。內(nèi)置高效率的壓縮芯片 ,對(duì)采集到的信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化壓縮 ,傳送到 WEB 服務(wù)器上。該實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)采用的就是全數(shù)字化的第三代遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)。 20 世紀(jì) 90 年代中期 ,隨著計(jì)算機(jī)處理能力的提高和視頻技術(shù)的發(fā)展 ,人們利用計(jì)算機(jī)的高速數(shù)據(jù)處理能力進(jìn)行視頻的采集和處理 ,利用顯示器的高分辨率實(shí)現(xiàn)圖 像的多畫面顯示 ,從而大大提高了圖像質(zhì)量。由于本系統(tǒng)可以單獨(dú)使用，所以可以作為一個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)的軟件核心，應(yīng)用到銀行、賓館、超市以及珠寶行中，其監(jiān)控范圍可以小到辦公室乃至走廊中。物體定位模塊是在背景提取的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)物體在圖片中大致位置的確定。應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)有圖像數(shù)據(jù)讀取、圖像的中值濾波、圖像灰度化、圖像梯度的獲 取、圖像特征區(qū)域的確定、兩幅圖像的匹配、圖像二值化、圖像細(xì)化、圖像去離散點(diǎn)的操作、物體的區(qū)域定位、物體中心點(diǎn)的取得等。首先，視覺(jué)是人類最重要的感知手段，圖像又是視覺(jué)的基礎(chǔ)。以及采用 VC+作為開發(fā)工具，以 Windows 作為圖像處理實(shí)施操作的運(yùn)行平臺(tái)，制作了數(shù)字圖像運(yùn)動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng) [1]。 運(yùn)動(dòng)檢測(cè)也就越來(lái)越成為智能監(jiān)視系統(tǒng)的核心 。隨著科學(xué)的發(fā)展 ,視頻監(jiān)控系統(tǒng)也得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用 。視覺(jué)監(jiān)控通過(guò)運(yùn)動(dòng)檢測(cè)得到圖像中的運(yùn)動(dòng)信息，提取圖像中的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)，然后對(duì)目標(biāo)運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行跟蹤。運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)與跟蹤是視覺(jué)監(jiān)控的主要組成部分。例如 , 美國(guó) DARPA 20xx 年重大項(xiàng)目 HID 計(jì)劃 ,它的任務(wù)就是開發(fā)多模態(tài)視覺(jué)監(jiān)控技術(shù)以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離情況下人的檢測(cè)、分類和識(shí)別 , 從而增強(qiáng)免受恐怖襲擊的自動(dòng)保護(hù)能力，這也大大促使多目標(biāo)跟蹤和檢測(cè)的工作也得到國(guó)內(nèi)外的廣泛關(guān)注和研究。 這樣既節(jié)省人力又能構(gòu)節(jié)省大量的存儲(chǔ)空間 。本文主要 闡述了什么是數(shù)字圖像處理、 數(shù)字圖像處理的基本要求、數(shù)字圖像處理的實(shí)踐及開發(fā)工具的特點(diǎn) 、功能、開發(fā)周期等問(wèn)題。 另一個(gè)推動(dòng)力來(lái)自穩(wěn)定涌現(xiàn)出的新的應(yīng)用。 基于 Windows 和 MFC 編程上的運(yùn)動(dòng)檢測(cè)，是為了實(shí)現(xiàn)對(duì)一系列圖片中運(yùn)動(dòng)物體的跟蹤而設(shè)計(jì)的，通過(guò)對(duì)一系列圖片的處理，提取出圖片背景，識(shí)別出運(yùn)動(dòng)物體，進(jìn)而對(duì)運(yùn)動(dòng)物體進(jìn)行跟蹤，得到物體運(yùn)動(dòng)的軌跡。其中背景提取模塊完成從幾張圖片中提取出當(dāng)前整個(gè)背景的功能。 正因?yàn)閳D像有著如此多的應(yīng)用，如此與我們的工作和生活方式息息相關(guān)，所以本設(shè)計(jì)旨在應(yīng)用數(shù)字圖像處理技術(shù)，以 VC++作為開發(fā)工具，以 Windows 作為圖像處理實(shí)施操作的運(yùn)行平臺(tái)，從而進(jìn)一步加深對(duì)數(shù)字圖像處理這一技術(shù)的運(yùn)用，并且進(jìn)一步推廣這項(xiàng)技術(shù)。 視頻監(jiān)控的概述 視頻監(jiān)控的發(fā)展史 : 視頻監(jiān)控的發(fā)展史 : 視頻監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展大致經(jīng)歷了 3 個(gè)階段 :在 20 世紀(jì) 90 年代初以前 ,主要是以模擬設(shè)備為主的閉路電視監(jiān)控系統(tǒng) ,稱為第一代模擬監(jiān)控系統(tǒng)。第三代視頻監(jiān)控系統(tǒng)以網(wǎng)絡(luò)為依托 ,以數(shù)字視頻的壓縮、傳輸、存儲(chǔ)和播放為核心 ,以智能實(shí)用的圖像分析為特色。攝像機(jī)一般由鏡頭、圖像傳感器、 A/D 轉(zhuǎn)換器、控制器、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器、外部報(bào)警、控制接口等組成。它可以使模擬攝像機(jī)輕松入網(wǎng) ,彌合了模擬與數(shù)字監(jiān)控之間不可兼容、不可逾越的鴻溝。 (3) 后端控制和處理部分 :主要是管理平臺(tái)軟件、控制服務(wù)器、存儲(chǔ)服 務(wù)器、視頻轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器等。 視頻監(jiān)控的效果 : ⑴ 實(shí)時(shí)清晰 可以提供全天候不間斷的實(shí)時(shí)音視頻傳遞 。 ⑵ 按 需布控、方便靈活 有網(wǎng)絡(luò)的地方就可以布控。 圖 122：視頻監(jiān)控的模式 ⑶ 安全可靠 系統(tǒng)動(dòng)態(tài)感知設(shè)備工作狀態(tài) ,實(shí)時(shí) 判斷降低故障檢測(cè)環(huán)節(jié)和時(shí)間 。 ⑷ 整合資源 : 基于 TCP/IP 網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建 ,依托 Inte、 VPN 及用戶原有網(wǎng)絡(luò)傳輸 ,降低組網(wǎng)成本 。 11”恐怖襲擊事件后 ,安全問(wèn)題被各國(guó)政府提上重要日程。這些都為下一步產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)打開了無(wú)限的想象空間和商機(jī)。 20xx 至 20xx 年 ,則為第三批示范城市建設(shè)的時(shí)期 ,預(yù)計(jì)到 20xx 年 ,科技強(qiáng)警示范城市將達(dá)到 180 個(gè)。另外 ,在交通、銀行、大型連鎖超市、居民住宅等領(lǐng)域都已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用。由于長(zhǎng)期歷史觀念以及國(guó)內(nèi)治安狀況的影響 ,我國(guó)居民還沒(méi)有普遍形成使用安全防范系統(tǒng)保護(hù)自己的觀念 ,致使我國(guó)的安防產(chǎn)業(yè)一直沒(méi)有形成規(guī)模 ,產(chǎn)業(yè)鏈沒(méi)有完全形成。未來(lái) ,視頻監(jiān)控業(yè)務(wù)在個(gè)人用戶市場(chǎng)的潛 力將不會(huì)遜色于行業(yè)用戶市場(chǎng)。光纜線路是否完好 。視頻監(jiān)控中用到的芯片主要包括用于攝像機(jī)中捕捉圖像信息并進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換的芯片，圖像傳感器，還有用于數(shù)字硬盤刻錄機(jī)、視頻服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò)視頻攝像機(jī)中視頻壓縮的芯片。 20xx 年開始，電信運(yùn)營(yíng)商也進(jìn)入視頻監(jiān)控領(lǐng)域。 編解碼器及 IP 網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)和系統(tǒng)平臺(tái)的結(jié)合完全可以取代 DVR 加系統(tǒng)