基于卡尔曼滤波的视频目标跟踪

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1、摘要本文针对录像设备所获取的运动目标视频文件，利用卡尔曼滤波法进行运动目标跟踪。首先，读出视频图像序列，即把视频文件分成若干帧，从中获取每一帧图像作为视频图像序列；对视频图像序列中若干帧中的每一帧进行模型转换，运用均值法取背景，再利用背景差法检测出运动目标，利用形态学处理腐蚀处理等使提取出的目标更精确，消除噪声抖动等干扰。接下来就进入跟踪过程，选择质心及面积为跟踪的特征值，质心为圆点，根据面积得出的半径为半径的小圆作为跟踪窗口，进而建立运动估计模型，更新模型，利用卡尔曼滤波算法实现跟踪。同时运用MATLAB自带函数追踪运动质心，与卡尔曼滤波算法追踪出的目标进行比对，得出误差不大的结论。本文在

2、MATLAB环境下，借助其开放平台，设计并实现了基于卡尔曼滤波的视频目标跟踪系统，得到了较好的跟踪效果。关键词：运动目标跟踪；背景差分法；卡尔曼滤波IABSTRACTBasedonthemovingtargetobtainedvideoequipmentvideofile,usethekalmanfilteringmethodformovingtargettracking.First,readthevideoimagesequence,thevideofileisdividedintoanumberofframes,draweachframeimageforvideoimagesequenc

3、e;Thenumberofframesinvideoimagesequenceineachframetoconvertthemodel,usingthemethodofaveragebackground,usingbackgrounddifferencemethodtodetectmovingtargets,usingmorphologicalprocessingetchingprocessingtoextractthetargettobemoreaccurate,eliminatejitternoiseinterference.Thenintheprocessoftracking,canc

4、roidsandareaoftheeigenvaluesofthetrack,thecenterofmassofdots,accordingtotheareaofsmallradiusistheradiusofthecircleasthetrackingwindow,andmotionestimationmodelissetup,updatemodel,usingkalmanfilteralgorithmfortracking.AlsouseMATLABbuilt-infunctioncentroidtrackingmovement,andthekalmanfilteringalgorith

5、mtotrackthetarget,cometotheconclusionthaterrorisnotbig.ThisarticleintheMATLABenvironment,withitsopenplatform,basedonkalmanfilterwasdesignedandimplementedthevideotargettrackingsystem,gotgoodtrackingeffect.Keywords:movingtargettracking， kalman filteringIII目录第1章绪论11.1课题研究的背景及意义21.1.1电视监控21.1.2视频压缩编码31

6、.1.3智能交通系统31.1.4人机交互41.2研究现状及研究面临的问题41.2.1研究现状41.2.2研究主要面临的难题61.3本章小结6第2章目标检测技术72.1常用目标检测方法72.1.1光流法72.1.2帧差法82.1.3背景差法82.2目标的分割92.2.1阈值分割92.2.2图像形态学处理92.3目标特征提取102.3.1连通域分析102.3.2特征提取102.4本章小结10第3章基于卡尔曼滤波的目标跟踪方法113.1目标跟踪方法概述113.1.1基于匹配的跟踪方法123.1.2基于运动估计的跟踪方法133.1.3基于神经网络的跟踪方法133.2贝叶斯滤波理论143.2.1贝叶斯

7、估计143.2.2卡尔曼滤波原理153.3基于卡尔曼滤波的目标跟踪183.3.1跟踪特征值的选择193.3.2运动估计模型203.3.3模型更新213.4实验结果与分析213.5本章小结22结论24参考文献25致谢27III基于卡尔曼滤波的视频目标跟踪基于卡尔曼滤波的视频目标第1章绪论目标跟踪这一技术在现代的民用以及军事战争中都占有着无可替代的位置，目标跟踪技术的主要职责就是提供不但精准而且正确靠得住的高质运