【正文】 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。 第 t 幀圖像( , , )f x yt 與第 t1 幀圖像 ( , , 1)f x y t? 進(jìn)行差 分，得到差分后的 二值 圖像 ，如下公式： 1 , ( , , ) ( , , 1 ) T( , , , 1 )0 , d if f x y t f x y tf x y t t e lse? ? ? ???? ??? (24) 其中 T是差分閾值，得到的二值圖像中像素為 1的區(qū)域被認(rèn)為是運(yùn)動(dòng)目標(biāo)區(qū)域 [10]。 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。 和 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 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，如果沒有硬件幫助的話，很難滿足系統(tǒng)實(shí)時(shí)性的要求。雖然很多基于梯度的光流估計(jì)方法取得了較好的光流估計(jì)，但由于在計(jì)算光流時(shí)涉及到可調(diào)參數(shù)的人工選取、可靠性評(píng)價(jià)因子的選擇困難，以及預(yù)處理對(duì)光流計(jì)算結(jié)果的影響，在應(yīng)用光流對(duì)目標(biāo)進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)與自動(dòng)跟蹤時(shí)仍存在很多問題 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 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）。另外，進(jìn)行可靠性評(píng)價(jià)也十分困難 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 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。另外，這兩種方法估計(jì)像素精度的光流也較困難，計(jì)算量很大。這種方法在視頻編碼中得到了廣泛的應(yīng)用。存在的問題是光流通常很稀疏，而且特征提取和精確匹配也十分困難。 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。而由光流約束方程可以很容易求得梯度方向的光流速度為： ? ? ? ?22E / E EV t x y?? (22) 因此設(shè)定一個(gè)閾值 T。并不需要通過求解光流約束方程求出 u,v。 在攝像機(jī)固定的情形下，運(yùn)動(dòng)物體的檢測(cè)其實(shí)就是分離前景和背景的問題。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。光流法的主要任務(wù)就是通過求解光流約束方程求出 u,v。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? ? ?。光流可以看作帶有灰度的像素點(diǎn)在圖像平面運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的瞬時(shí)速度場(chǎng)。而在一個(gè)圖像平面上，物體的運(yùn)動(dòng)往往是通過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。一般情況下，光流由相機(jī)運(yùn)動(dòng)、場(chǎng)景中目標(biāo)運(yùn)動(dòng)，或兩者的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生。 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。截取連續(xù)的 I 幀，經(jīng)過解碼運(yùn)算，以幀為單位連續(xù)存放在內(nèi)存的緩沖區(qū)中，再利用函數(shù)在緩沖區(qū)中將連續(xù)的兩幀轉(zhuǎn)化為位圖形式，存放在另外的內(nèi)存空間以作比較之用，至于比較的方法有多種。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）。 功能特點(diǎn)： ? 系統(tǒng)能夠自動(dòng)提取背景； ? 物體的識(shí)別準(zhǔn)確率 大于 95%； ? 每張圖片的處理時(shí)間不大于 3s； ? 對(duì)圖片噪聲具有較強(qiáng)的適應(yīng)性； ? 系統(tǒng)能夠長(zhǎng)時(shí)間無故障運(yùn)行； ? 系統(tǒng)的操作簡(jiǎn)單。 通過對(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]。但是如何從實(shí)時(shí)的序列圖像中將變化區(qū)域從背景圖像中提取出來，還要考慮運(yùn)動(dòng)區(qū) 域的有效分割對(duì)于目標(biāo)分類、跟蹤等后期處理是非常重要的，因?yàn)橐院蟮奶幚磉^程僅僅考慮圖像中對(duì)應(yīng)于運(yùn)動(dòng)區(qū)域的像素。 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)。 (3)軍事公安領(lǐng)域中的應(yīng)用 巡航導(dǎo)彈地形識(shí)別；指紋自動(dòng)識(shí)別；罪犯臉形的合成；側(cè)視雷達(dá)的地形偵察；遙控飛行器 RPV 的引導(dǎo)；目標(biāo)的識(shí)別與制導(dǎo)；警戒系統(tǒng)及 自動(dòng)火炮控制；反偽裝偵察；手跡、人像、印章的鑒定識(shí)別；過期檔案文字的復(fù)原；集裝箱的不開箱檢查等。 (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。今年來計(jì)算機(jī)識(shí)別、 理解圖像的技術(shù)發(fā)展很快，也就是圖像處理的目的除了直接供人觀看（如醫(yī)學(xué)圖像是為醫(yī)生觀看作診斷）外，還進(jìn)行一步發(fā)展了與計(jì)算機(jī)視覺有關(guān)的應(yīng)用，如郵件自動(dòng)分檢，車輛自動(dòng)駕駛等。原來圖像的輪廓變細(xì)了 [6]，細(xì)化后的圖像效果如圖 所示。在本系統(tǒng)中，使用的是查表的細(xì)化算法，即 8鄰域細(xì)化中有代表性的希爾迪奇方法。但抽骨架很少通過在物體內(nèi)擬合圓來實(shí)現(xiàn)。抽骨架也稱為中軸變換或焚燒草地技術(shù)。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)。手動(dòng)閥值設(shè)定比較簡(jiǎn)單，就是人為的設(shè)定一個(gè)閥值，一般來說，它要求在設(shè)定之前對(duì)整個(gè)圖像的亮度有大致地了 解 [5]。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。給定一個(gè)數(shù)值 ，當(dāng)灰度圖像中像素點(diǎn)的亮度值小于這個(gè)數(shù)值時(shí)，把像素點(diǎn)設(shè)置成為黑色（可 浙江科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 以是其他顏色），而當(dāng)圖像中像素點(diǎn)的亮度值大于這個(gè)數(shù)值時(shí)，把像素點(diǎn)設(shè)置成為白色（可以是其他顏色）。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。 圖 232 圖像的灰度化 圖像二值化 圖像的二值化就是圖像顯示的時(shí)候只能看到兩種顏色（經(jīng)常是黑白兩色），二值圖像也就是只具有兩個(gè)灰度級(jí)的圖像，它是數(shù)字圖像的一個(gè)重要子集。本系統(tǒng)中對(duì) 3 個(gè)分量是按照 、 、 的權(quán)重來分配的。 浙江科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 圖像灰度化 圖像灰度化的過程就是彩色圖像轉(zhuǎn)換為黑白圖像的過程，因?yàn)榛叶葓D像比彩色圖像更加容易進(jìn)行運(yùn)算，所以經(jīng)常要把彩色圖像轉(zhuǎn)換成灰度圖像。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。所以，在進(jìn)行中值濾波的時(shí)候要先使用尺寸較小的窗口在選用大的窗口。 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灰度值。值得一提的是，中指濾波實(shí)現(xiàn)的圖像平滑不會(huì)破壞圖像的邊緣信息。它對(duì)脈沖干擾和椒鹽的抑制效果好。因此，可用像素鄰域內(nèi)的像素平均灰度值代替該像素原來的灰度值，實(shí)現(xiàn)圖像平滑。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)。 浙江科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 圖 231 圖像的讀取 圖像的中值濾波 圖像在拍攝、掃描或者傳輸過程中總會(huì)添加一 些噪聲，這樣就影響了圖像的質(zhì)量，需要除去這些噪聲提高圖像的質(zhì)量便于以后的圖像處理，所以需要實(shí)現(xiàn)圖像的平滑。圖片顏色數(shù)據(jù)讀取的函數(shù) ReadDIBFile[3]。得到每行象素所占用字節(jié)數(shù)的函數(shù) BytePerLine。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)釋放無用的文件句柄，避免內(nèi)存泄漏。直接將 DIB 位圖的圖像輸出到設(shè)備，用于顯示 DIB。只要讀入 BITMAPINFO 結(jié)構(gòu)和圖像數(shù)據(jù)即可。其中，DDB 存在很嚴(yán)重的問題， DDB 中沒有保存位圖的調(diào)色板，這就造成了一個(gè)使用的前提 ——位圖必須在同類設(shè)備中顯示， 并且此設(shè)備在位平面或彩色上與原設(shè)備有同樣的彩色安排，否則色彩可能完全失真。 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)。如果現(xiàn)有的程序可用舊問題或新問題采取新的處理方法而不需要重編程序，則系 統(tǒng)的能力會(huì)大大增強(qiáng)。輸入 /輸出圖像和庫程序的方便和快速訪問也是一個(gè)實(shí)際應(yīng)用中的要求。 3） 圖像分析需要高質(zhì)量的圖像數(shù)字化設(shè)備，圖像處理則還需要高質(zhì)量的圖像顯示設(shè)備。 2） 需要高質(zhì)量的設(shè)備。如采樣和量化 不能滿足上述假定，系統(tǒng)的性能將受到顯著的影響。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。 圖像分割：人能方便從一幅圖像中找出感興趣的物體或區(qū)域，而要讓計(jì)算機(jī)做到這一點(diǎn)卻需要給它以客觀測(cè)度，使之按照、顏色或幾何性質(zhì)等把一些物體或區(qū)域加以分離，這稱之為圖像分割 [2]。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，來確定要比較的像素。 圖像匹配：簡(jiǎn)單的說就是根據(jù)圖像的某些區(qū)域或者特征。有些是需要通過變換或測(cè)量才可得到的認(rèn)為特征，如各種變換頻譜、直方圖、矩等。圖像分析的內(nèi)容分為特征提取、符號(hào)描述、目標(biāo)檢測(cè)、景物匹配和識(shí)別等幾個(gè)部分。 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。 性好：不管是什么圖像，它們均用數(shù)組或集合表示。數(shù)字圖像處理有很多優(yōu)點(diǎn)。處理的過程中能改變圖片的樣子使其更稱心或更具吸引力，或者達(dá)到某種預(yù)定的目標(biāo)。 應(yīng)此 ,未來發(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。采用標(biāo)準(zhǔn) 、簡(jiǎn)潔的架構(gòu)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控是所有廠商共同的目標(biāo)。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。系統(tǒng)集成商則提供完整的軟硬件視頻監(jiān)控解決方案。 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。視頻監(jiān)控的產(chǎn)業(yè)鏈主要參與者包括芯片廠商、設(shè)備制造商、軟件提供商、系統(tǒng)集成商、電信運(yùn)營(yíng)商以及終端用戶。光纖跳線連接是否 損壞 。也可能是遙控器電池電量不足 ,更換電池即可 ② 操作鍵盤和光端機(jī)故障 操作鍵盤失靈 :這種現(xiàn)象在檢查連線無問題時(shí) ,基本上可確定為操作鍵盤 ”死機(jī) ”造成的 ,鍵盤的操作使用說明上 ,一般都有解決 ”死機(jī) ”的方法 ,例如 ”整機(jī)復(fù)位 ”等方式 , 光端機(jī)無法正常工作 :光端機(jī)故障可通過指示燈快速判斷 .一般檢查供電電壓是否正常 。 圖 131 全球眼 圖 132 新視界 視頻監(jiān)控常見的故障分析 : (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題還是地環(huán)路的問題 ,一種簡(jiǎn)易的方法是 ,在控制主機(jī)上 ,就近只接一臺(tái)電源沒有問題的攝像機(jī)的輸出信號(hào) ,如果在監(jiān)視器上沒有出現(xiàn)上述的干擾現(xiàn)象 ,則說明控制主機(jī)無問題 。目前 ,我國(guó)寬帶用戶數(shù)已經(jīng)達(dá)到了 6559 萬戶 ,增長(zhǎng)迅猛 ,哪怕提高幾個(gè)百分點(diǎn)的滲透率 ,運(yùn)營(yíng)商的視頻監(jiān)控業(yè)務(wù)收入也會(huì)相當(dāng)可觀。 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)家庭用戶來說價(jià)格仍然昂貴。專家分析 ,目前我國(guó) 個(gè)人用戶市場(chǎng)的視頻監(jiān)控業(yè)務(wù)還不成熟 ,還處在培育階段。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。在公共場(chǎng)所 ,國(guó)外設(shè)置了眾多監(jiān)控設(shè)備 ,以加強(qiáng)對(duì)公共領(lǐng)域安全的控制能力。 “平安城市”的建設(shè)促進(jìn)了視頻監(jiān)控