视频序列中的人体检测方法研究

《视频序列中的人体检测方法研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、哈尔滨工业大学工学硕士学位论文第1章绪论1.1人体检测现状研究1.1.1研究背景和意义人体检测是近些年来计算机视觉领域备受关注的前沿方向之一，该研究试应用价值。从科学研究角度来看，人体检测是一个典型的计算机视觉问题，涉及的研究内容相当丰富，包含了模式识别、图像处理、人工智能、人机交互等多个学科的知识。同时人体检测技术在实际生活中具有广泛的应用前景。在智能视频监控、人机交互、辅助驾驶系统、安全控制、视频检索等方面都有着重要的应用。下面对其典型应用做详细的介绍。(1)智能监控系统(SmartSurveillance)[1,2]智能监控系统的需求主要来自那些对

2、安全要求敏感的场合，如银行、商店、停车场等。目前监控摄像机在商业应用中已经普遍存在，但并没有充分发挥其实时主动的监督作用，因为它们通常是将摄像机的输出结果记录下来，当异常情况（如停车场中的车辆被盗）发生后，保安人员才通过记录的结果观察发生的事实，但往往为时已晚。而我们需要的监控系统应能够每天连续24小时的实时监视，并自动分析摄像机捕捉的图像数据，当盗窃发生或发现到具有异常行为的可疑的人时，系统能向保卫人员准确及时地发出警报，从而避免犯罪的发生，同时也减少雇佣大批监视人员所需要的人力、物力和财力的投入；在[3~9]访问控制(AccessControl)场合

3、，也可以利用人脸或者步态的跟踪识别技术以便确定来人是否有进入该安全领域的权利。另外，人的运动分析在自动售货[9,10]机、ATM机、交通管理、公共场所行人的拥挤状态分析及商店中消费者流量统计等监控方面也有着相应的应用。(2)辅助驾驶系统(DrivingAssistanceSystem)辅助驾驶系统是帮助驾驶员来完成开车操作以及躲避危险事故的一个重要应用。交通事故发生的一个重要原因是驾驶员没有及时地发现前方的障碍物或者紧急情况，包括车前方的行人。如果在汽车的前方安装具有检测识别能力的智能摄像头，它能够及时地发现行车时可能存在的危险并且及时采取措施，-1-哈

4、尔滨工业大学工学硕士学位论文可以大大的减少交通事故的发生。这是人体检测的一个重要应用之一。(3)感知接口(PerceptualInterface)在高级用户接口应用领域中，我们希望未来的机器能像人一样与我们更加容易和便捷地交流，如手势驱动控制、手语翻译等。人与人之间的信息交流主要是依靠语言，并适当结合手势、身体姿势和面部表情等，因此视觉信息可以作为语音和自然语言理解的有效补充来完成更加智能的人机交互。这就要求未来的计算机必须具备感知外部环境的能力，即代替传统的键盘或鼠标输入模式、独立地提取周围环境的重要信息，其中重要的一个内容就是检测到人体的存在，这样才

5、能进一步的进人体的识别和人体分析。并且结合面部表情、身体[11~14]姿势和手势等的分析来与人进行相应的交流。对于机场等高噪声的场合，[15]基于视觉的高级用户接口能够提供比语音识别更加准确的信息输入。(4)基于内容的视频检索(Content-basedVideoRetrieval)视频数据作为一种表达信息的媒体，具有内容多样性，如可指视频中所含的语义内容，也可指视频中所含的颜色、纹理、物体运动、物体之间的关系、[16,17]摄像机操作、物体大小形状等。而在视频数据中很大部分的内容是与人的内容直接相关的，例如体育视频中的射门集锦、舞蹈片断及其他精彩瞬间的

6、记[18]录，因此需要对人体模型进行有效的描述(5)虚拟现实(VirtualReality)目前许多电脑游戏中人的形体、运动和行为交互的设计逼真性实际得益于物理空间中人的检测和分析，包括人体模型和关节运动机制的获取及姿势的恢复等；基于互联网络的交互式空间的开发刚刚起步，如虚拟聊天室，它在通过文本交流的同时可以通过二维图标来导航用户，如果增加手势、头的姿势、面部表情等线索，将会给参与者们提供更加丰富的交互形式；另外，人的检测以及运动分析在视频会议、人物动画、虚拟工作室等其它虚拟现实场合也有着相当广泛的应用。1.1.2研究内容1.1.2.1研究难点虽然人体检

7、测技术有非常重要的应用前景，但是人体检测技术仍然是一个比较困难的检测问题，就目前的研究现状而言，由于人体的非刚性特性、人体自遮挡和目标之间的相互遮挡、衣着服饰和光照等影响，给人体检测的研究带来了一定的挑战。下面对人体检测的主要困难进行了详细的分析。-2-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文人体的非刚性特性。人的四肢运动灵活，因此人的姿势变化也比较复杂，如图1-1所示，a)b)两个图中人的姿势相差较大，因此拍摄下来的图片中人的外观也相差很大。由于人本身的非刚性特征，人体检测比其他的一些检测问题要难得多，如人脸检测。人脸上的五官位置比较稳定，因此变化也相对小很多。

8、[19]的人脸检测系统可以比较准确的定位人脸，并且可以实现实时检测。但是对于人体