基于视频监控的室内香烟烟雾检测算法研究

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1、硕士学位论文MASTER’SDISSERTATION论文题目基于视频监控的室内香烟烟雾检测算法研究作者姓名艾博学位类别工程硕士指导教师胡春海教授2016年5月中图分类号：TN911学校代码：10216UDC：621.3密级：公开工程硕士学位论文（应用研究型）基于视频监控的室内香烟烟雾检测算法研究硕士研究生：艾博导师：胡春海教授副导师：焦广贺教授级高工申请学位：工程硕士工程领域：仪器仪表工程所在单位：电气工程学院答辩日期：2016年5月授予学位单位：燕山大学ADissertationinInstrum

2、entandMeterEngineeringSTUDYOFCIGARETTESMOKEDETECTIONALGORITHMBASEDONVIDEOSURVEILLANCEININDOORSPACEbyAiBoSupervisor:PrefessorHuChunhaiYanshanUniversityMay,2016燕山大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：此处所提交的硕士学位论文《基于视频监控的室内香烟烟雾检测算法研究》，是本人在导师指导下，在燕山大学攻读硕士学位期间独立进行研究工作所取得的成果。

3、论文中除已注明部分外不包含他人已发表或撰写过的研究成果。对本文的研究工作做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式注明。本声明的法律结果将完全由本人承担。作者签字：日期：年月日燕山大学硕士学位论文使用授权书《基于视频监控的室内香烟烟雾检测算法研究》系本人在燕山大学攻读硕士学位期间在导师指导下完成的硕士学位论文。本论文的研究成果归燕山大学所有，本论文的研究内容不得以其它单位的名义发表。本人完全了解燕山大学关于保存、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部门送交论文的复印件和电子版本，允许论文被查

4、阅和借阅。本人授权燕山大学，可以采用影印、缩印或其它复制手段保存论文，可以公布论文的全部或部分内容。保密□，在年解密后适用本授权书。本学位论文属于不保密□。(请在以上相应方框内打“√”)作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日摘要摘要吸烟不仅有害于自己的身体健康，而且对周围被动吸烟者的身体健康产生严重危害。如果在吸烟行为发生时能准确定位吸烟者，那么就能及时的发现并制止吸烟行为。与人工监督方式相比，智能视频监控的手段具有监控范围广、自动定位和报警等优点，并且智能化分析被监控区域的视频图像，能够大大

5、地提高对禁烟场所的管理效率。本文结合室内公共场所和香烟烟雾的特点，研究并实现基于视频监控的香烟烟雾检测算法。本文对监控摄像头采集的实时视频信号进行分析处理。首先，通过比较两种背景建模算法的实际效果，采用基于混合高斯模型背景建模的方法对被监控区域进行实时的背景更新，结合背景减法提取视频帧中的前景目标。然后，对前景目标图像进行中值滤波，并采用Otsu计算二值化阈值结合形态学滤波得到去除细缝和空洞后的二值化前景图像。再通过统计二值前景图像在X、Y方向的投影直方图来获取感兴趣区域。最后为了提高香烟烟雾检测效

6、率，根据提取的感兴趣区域几何特征进行初步判断，若认为是香烟烟雾，则进一步提取该区域的Hog特征，并使用分类器进行香烟烟雾识别；若认为不是香烟烟雾，则直接进行下一帧的处理。为了生成香烟烟雾识别的分类器，本文采用支持向量机(SVM)这一具有一定鲁棒性的小样本学习机对样本集进行学习训练。通过手动采集训练所需的样本图像，将含香烟烟雾和不含香烟烟雾的样本分别保存为正、负样本集，并提取正、负样本集的Hog特征，将提取的特征值组合成特征向量进行决策分类并生成香烟烟雾识别分类器。本文通过搭建的测试平台对香烟烟雾视频

7、进行实验，验证了本文研究的香烟烟雾检测算法的实时性和准确性，并通过实验数据的分析得出算法存在的适用范围及改进意见。关键词：香烟烟雾识别；支持向量机；混合高斯模型；Hog特征；几何特征-I-AbstractAbstractSmokingnotonlycausesharmtopeople’shealth,butalsomakesseriouseffectonhealthofsurroundingpassivesmokers.Ifsmokingbehaviorscanbelocatedaccurately

8、whenappearinganywhere,wewillbeabletodetectandstopthesmokingbehaviors.Comparedwithmanualsupervisionmethods,themeansviaintelligentvideosurveillancehaveawidermonitoringrangeandtheadvantageofautomaticpositioningandalarmfunction,etc.Besides,