监视系统之物件切割与阴影侦测

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1、東海大學資訊工程與科學系專題成果監視系統之物件切割與陰影偵測ObjectSegmentationandShadowDetectionforSurveillanceSystem指導老師：林正基教授學生：942916陳俊廷942960何乃如942922王京郁中華民國九十七年十二月Abstract本專題研究是針對監視系統所錄下的影片來做處理，首先是將來源影片分析成連續的單張影像，再針對單張影像來做後續的處理，包含影片轉換圖像的存取、利用色彩系統轉成灰階影像的處理、1素變動差值之門檻值的設定，文中也針對色彩系統作簡單

2、的介紹；在這次的研究中，我們採用YUV的色彩系統來作為所有處理的基本架構，利用背景相減法，選取適當的門檻值，取得初步的物件與背景資訊，後續利用UV資訊，對於影像中光影的連續和不連續性所造成的影響,來處理物件陰影的偵測與去除,再使用morphologicalalgorithm來改善因為陰影偵測衍生出來的破碎畫面的問題，也使物件影像更加完整，最後整個演算法在BorlandC++Builder6.0的平台來實現。Index1.Introduction11.1Motivation11.2Goal22.RelatedW

3、orkandBackground22.1RGBcolorspace22.2YUVcolorspace42.2.1U-Vplaneprojectionmethod52.3pixel-based63.SystemArchitecture71.Proposalmethod91.1Segmentation101.2Shadowelimination121.3Morphology152.SimulationResult213.Conclusion234.References24n~n表目錄圖2-1:色彩平面3圖2-2:

4、色彩正方體表示圖4圖2-3:UV平面投影表不5圖2-4:色相與飽和度向量表示6圖3・1:程式流程圖8圖4・1:演算法流程圖8圖4-2:上圖左方爲原始影像，右方爲segmentationMS後的影像…12圖4・3:segmentation所造成的誤判情形12圖4・4:YUV色彩系統與RGB色彩系統的關係向量圖13圖4-515圖4・6:Morphology的各種運算與結果16圖4・7:Dilation運算情形表示17圖:Erosion運算情形表示17圖4-9:opening示意圖18圖4・10:closing示意

5、圖19圖4・11:Dilation20圖4-12:Erosion16圖4-1321圖5-A:原始影片經BorlandC++Builder分析出來的影像22圖5-B:原始影像經過色彩系統轉換所呈現的灰階影像22圖5-C:直接作背景相減尙未經過其他處理的二値化影像22圖5-D:經過UV偵測，去除陰影的二値化影像22圖5-E:程式執行畫面23方程式目錄方程式2-14方程式4・191.Introduction1.1Motivation隨著科技的發展，資訊的日新月異，電腦運算的能力越來越強大，影像技術的發展越來越成熟；

6、資料儲存設備的價格日趨降低，光學取像設備的逐漸普及，加上人工智慧技術日益成熟，使得視訊監控系統成為近年來大家所重視的項目。在過去資訊科技尚不發達的時代，監控環境的系統主要依賴閉路電視系統和人力來監視環境故此種系統只能提供事後的錄影存證功能或要求人力注視於監視螢幕。前者只能提供事後的資訊，並不能及時提出偵測的資訊或於第一時間發出警告；後者的方式，系統的運作完全依賴人類感官的判斷，而會受到人類精神和感官疲累的影響，而有出錯或遺漏的可能性。因此，近年來促成了智慧型視訊監控系統的發展；它是一種利用電腦視覺的方法，在不

7、需要人為的操作之下，自動對攝影機所撷取的影像進行分析，進而對目標物進行偵測、追蹤、辨識和行為分析，如此一來若是有物品遺失，或者疑似爆裂物的放置就會被偵測出來並且發出警告，因此可以大幅地減少人力的浪費以及增加成本效益。智慧型視訊監控系統除了一般的監視功能之外，還要有自動偵測，自動辨識，自動警示等功能。配合現今之網路技術，能使監控範圍更加廣大，監控成本更加降低，操作環境更加便利O視訊監控系統的應用範圍非常廣泛，舉凡停車場、智慧型運輸系統〔ITS〕、公共場所、軍事應用、商業環境、社會照顧、交通資訊統計、核能安全、地

8、區治安等，都是非常有潛力的發展項目。尤其隨著犯罪率的上升，治安方面的需求更是強烈，所以世界各國無不把視訊監控技術列為重要的研究課題。1.1Goal經過多年的發展，智慧型視訊監控系統已逐步成型，而我們將著重在以移動物體為主要目標的偵測；根據像素變化初步分辨物件與背景資訊，再利用色彩系統的特性與比較，配合適當的演算法，排除外在因素的影響；最後針對實驗的階段性結果，去除不必要的雜訊並填補空洞，顯示出最佳的