智能录播系统中目标跟踪系统的研究与实现 (1)

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1、智能录播系统中目标跟踪系统的研究与实现Researchandimplementationoftargettrackingsysteminrecordingandbroadcastingsystem学科专业：信息与通信工程作者姓名：代志涛指导教师：苏寒松教授天津大学电子信息工程学院二零一七年十一月独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研宄工作和取得的研宄成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外论文中不包含其他人己经发表，或撰写过的研究成果，也不包含为获得天津大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料一。与我同工作的同志对本研究所做的任何贡

2、献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：签字日期：年／＞月５日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解天津大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权天津大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库讲扞粉索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：Ｋｄ导师签名：丨＞：＞７年／月ｊ曰签字曰期签字曰期：年Ｖ月ｙ曰Ｉ摘要随着国家经济的快速发展，以及科技实力的逐渐增强，基于

3、智能视频分析技术的视频监控等智能化系统在远程教育，安防等领域所起的作用越来越重要。随着优质课、微格教学等多种教学方式的出现，教育工作者对录播系统智能化的呼声越来越高。在计算机视觉等技术的推动下，智能视频分析使用的目标检测和跟踪技术也日渐成熟，进一步提高了录播系统智能化水平。在录播系统的智能化研究和开发过程中，目标跟踪系统无疑起着重要作用，它借助于多摄像头下的视频图像分析技术，控制录播系统自动完成画面切换和视频录制的任务。本文针对目标跟踪系统开展了以下主要研究内容：首先，本文研究了目标跟踪系统中的运动目标检测技术。结合系统应用于室内环境，分析了几种基于静态背景的运动目标检测

4、算法，通过算法对比，最终确定结合混合高斯背景建模的背景减除法作为本文的目标检测算法。针对传统混合高斯背景建模耗时问题，采用截取大块图像中的小块图像的方法，改进方法大大提高了处理速度；针对传统混合高斯背景建模会更新掉静止目标的问题，引入反馈机制对算法进行改进，改进后使静止目标的背景不进行更新，从而实现不把静止目标更新为背景；针对传统混合高斯背景建模出现的“鬼影”现象，引入阶梯变化的学习速率，使得鬼影得以快速消失，不影响目标检测的效果。其次，本文研究了目标跟踪系统中的运动目标跟踪技术，针对传统目标跟踪算法运算复杂度高的问题，结合室内应用场景，提出了基于进程间通信的目标跟踪算法

5、，其实现是把目标的检测和跟踪放在两个进程中，目标检测进程进行目标前景与特征提取等操作，并且通过共享内存把目标位置和云台转动方向指令传递给目标跟踪进程，目标跟踪进程经过一定的处理驱动云台实现对目标的连续跟踪。通过系统性实验证明该算法能实现流畅、稳定的目标跟踪。最后，结合智能录播系统中目标跟踪系统的室内应用场景，在完成教师目标检测和定位跟踪程序编写工作，研究了基于Hi3531A的嵌入式平台的硬件资源和Linux服务器的软件环境搭建，然后把教师检测和跟踪等应用程序下载到平台中，并结合切换和控制策略，进行了系统级算法测试，实验证明该系统不仅能对讲台上教师目标进行准确的跟踪定位，还

6、实现了跟踪画面的智能切换。关键词：智能录播系统，目标检测，混合高斯背景建模，目标跟踪，进程间通信，Hi3531AIABSTRACTWiththerapiddevelopmentofnationaleconomyandthegradualenhancementofscientificandtechnologicalstrength,intelligentsystemssuchasvideosurveillancebasedonintelligentvideoanalysistechnologyplayanincreasinglyimportantroleinthefield

7、sofdistanceeducation,securityandotherfields.Withtheadventofavarietyofteachingmethodssuchashigh-qualityclasses,micro-gridteaching,educatorswhodemandtheintelligentrecordingandbroadcastingsystemaremoreandmore.Inthepromotionoftechnologyofcomputervision,thetechnologyofta