智能视频监控算法及其在fpga实现的研究

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1、硕硕士士学学位论文智能视频监控算法及其在FPGA实现的研究学科专业电路与系电系统学位类类型科学学学位□专业业学位研究生姓名廖武导师师姓名、职称钱盛友钱教教授论文编编号S160184847湖湖南师范大大学学位评评定委员会会办公室室二〇一六年年五月分类号密级学校代码10542学号201302110916智能视频监控算法及其在FPGA实现的研究ResearchonIntelligentvideosurveillancealgorithmanditsFPGAimplementation研究生姓名廖武指导教师姓名、职称钱盛友教授学科专业电路与系统

2、研究方向数字图像处理湖南师范大学学位评定委员会办公室二〇一六年五月摘要随着计算机与图像处理技术的快速发展，智能视频监控技术已经成为安防领域一个重要的研究课题。智能视频监控可以利用成像系统代替人眼，用计算机代替大脑，从而像人那样完成监控任务，减轻人的负担，对解决‘视觉信息膨胀’与监控实时性间的矛盾十分有意义。运动目标检测与跟踪属于智能视频监控系统的底层与中层，其结果能够为后续的行为理解与决策提供有效可靠的数据基础，因而准确且鲁棒的检测与跟踪方法对于应用于复杂场景的智能监控系统尤为重要。本文对运动目标检测与跟踪这两个方面内容展开研究，详细分析

3、了当前常用的运动目标检测与跟踪方法的原理、优缺点及适用场景，并提出了本文的创新方法。主要工作如下：1.针对当前简单的两帧图像差分法会产生很多的噪声点，且这些噪点基本集中在图像的边缘附近的特点，提出一种改进帧差法。该方法利用凹形模板处理与三帧差分法来减少图像中背景边缘与运动目标边缘附近的噪点，降低了目标检测的误检率。融合改进帧差法与自适应混合高斯模型的运动目标检测方法能够有效改进帧差法检测目标不完整与混合高斯模型光照敏感，动态环境适应差的缺点，提高了目标检测的准确性与鲁棒性。2.利用粒子滤波实现的目标跟踪，能够较好的适应非线性，非高斯的复杂

4、场景监控系统。本文提出的自适应多特征融合的粒子滤波目标跟踪方法将颜色作为主特征，边缘梯度作为辅特征，充分利用这两个特征加权直方图的优点，提高了目标跟踪的鲁棒性；且自适I应的更新粒子数目与直方图能够在保持算法跟踪准确性的基础上，有效降低计算量，提高了目标跟踪的实时性。3.随着高清智能视频监控系统的兴起，传统的视频图像处理平台已无法满足计算需求。考虑到FPGA单位时间内高密度运算能力强的特点，本文提出利用FPGA实现改进帧差法，其不仅占用的硬件资源少，且实时性也得到很大提升。关键词：智能视频监控；运动目标检测；运动目标跟踪；FPGA实现IIA

5、BSTRACTWiththerapiddevelopmentofcomputertechnologyandimageprocessingtechnology,intelligentvideosurveillancetechnologyhasbecomeanimportantresearchsubject.Intelligentvideosurveillancecantakeadvantageoftheimagingsysteminsteadofhumaneyes，usingthecomputerinsteadofthebrain,ther

6、ebycompletemonitoringtaskslikepeople，reducetheburdenofpeople，anditisverymeaningfultosolvethecontradictionbetweenthe'visualinformationexpansion'andreal-timemonitor.Movingtargetdetectionandtrackingbelongtothebottomandmiddleofintelligentvideosurveillancesystem,theresultcanpr

7、ovidevalidandreliabledatabasisforsubsequentunderstandactionsanddecision-making，Soaccurateandrobustdetectionandtrackingmethodforapplicationintheintelligentvideosurveillancesystemofcomplexsceneisparticularlyimportant.Inthisarticle，Weresearchonmovingtargetdetectionandtrackin

8、gthesetwoaspects，detailedanalysisthecurrentcommonlyusedmovingobjectdetectionandtrackingmethodpri