监控视频中运动物体的检测与追踪

张 婷

（岳阳职业技术学院，岳阳 414000）

1 视频序列中运动物体的检测与追踪

在视频监视技术中，运动目标检测，是一个重要的问题，在视频监控系统中，运动目标检测发挥着关键性的作用，其在监控系统中，处于最底层的位置，对于其它高级应用在目标识别、目标跟踪等功能挥发提供了基础性的作用。需要对运动目标准确检测，从而开展后续工作，如果产生了错误和偏差，将会对后续工作造成影响。根据目标所处不同的背景环境，运动目标检测可以划分为静态背景下、动态背景下对运动目标的检测。在静态背景下，摄像机位置固定，检测跟踪视野中运动目标，图像具有背景，不会随时间而变化。在动态背景下，摄像机并不固定，随着时间的变化，视野也发生变化[1]。当前主要采用差图像法光流法检测运动目标，其中，光流法根据运动物体运动信息为依据，差图像法根据运动物体灰度变化为依据，此外也可将两种方法结合应用。

在应用视觉系统中，采用差分图像检测运动目标，可能遇到固定背景下的图像差分，或是在一定时间间隔下的两幅连续图像差分。其中，固定背景下，差分法具有速度快、精度高等有点，对当前一副图像获取，差分后图像获取当前帧的运动物体，因而能够得到准确的位置。但自然景物环境可能发生变化，会对其造成影响。对此，将背景图像更新机制加入非受控环境应用，对参考帧需要不断更换，因而在背景灰度变化大、摄像头运动的情况下并不适用。连续图像差分法，对于运动物体较为敏感，只是对相对运动物体的检测。两幅图像时间间隔不长，光线变化对差分图像影响不大，因而可得到稳定有效的检测结果。但是，该方法对物体位置检测精确度不足，在运动方向上会拉伸外界矩阵。

2 阴影检测

在监控视频中，对运动物体的检测和追中，不能忽略阴影的影响。阴影指的是障碍体完全或部分遮挡成像光线，进而形成的成像部分遮挡区域。和周围成像区域相比，阴影区域一般具有更小的灰度值。不过如果障碍体为透明，同时具有聚光性特点，则阴影区域可能形成更大的灰度值。随着数字图像处理技术的发展，人们在数字图像处理中，提出了更高的要求。其中数字图像阴影处理是一个重要的问题，而其处理同时具有优缺点。阴影形状通常是障碍体轮廓投影，因此可以通过阴影对障碍体形状位置确定。利用阴影，能够对成像光源大小、形状、强度、位置等加以确定。运用数字三维建模，将物体模拟阴影适当加入，对于空间感、立体感的提升效果显著。但其同样具有一定的不足，在阴影的影响下，其模糊作用会极大影响图像明显特征，对图像匹配速度、精度产生影响。

3 运动物体检测功能监控系统实现

3.1 系统特点及设计目标

当前运动目标的检测、分割、识别算法中，通常任务依赖性较强，针对实际情况需要对多种不同算法组合应用，对数字计算效率有较高的要求，对用户交互算法需求，同时对用户界面提出较高要求。系统设计中，除了可维护性、可调整性、稳定性之外，还需要满足提供便利的人机交互渠道，具备动态调整和组合算法的能力，满足算法拓展和更新的能力，支持常用数学计算的能力等。

3.2 系统硬件构成

在系统硬件构成中，被监控设备包括嵌入式视频服务器设备，能够对现有模拟视频监控设备加以保留，并平滑升级视频监视系统，达到基于网络视频监控系统需求，对于显存模拟CCTV系统集成更为适用。嵌入式视频服务器设备，能够使模拟视频设备具有更多全新功能特点，消除了系统对DVR专用设备、模拟器监视器、同轴电缆的依赖性。

3.3 系统软件设计实现

软件功能设计实现中，选择合适的开发平台和工具，满足安全性、可靠性、稳定性、简便性的要求。以Windows操作系统为基础，提供友好的图形用户界面，操作比较简单，能够为开发监控系统软件提供稳定、坚实的平台，保证开发环境的兼容、高效、高速、健壮。结合通用性、开发效率要求，采用VC++作为开发工具，C++语言具有更丰富的语言功能和更广泛的应用，实际应用中灵活性高，实现功能强大，可对Windows底层功能方便调用。系统软件结构方面，主要包括了6个独立模块，包括配置客户端、监控客户端、转发服务器、录像服务器、目录服务器等。

4 结束语

在监控视频中，对于运动物体的检测与追踪十分关键，本文提出一种运动目标检测功能监控系统，具有较为明显的优势，具有良好的噪声处理算法，降低了摄像头转动的噪声；通过质心块的运动算法，能够对小目标进行更好的追踪；通过卡尔曼滤波算法和二分图匹配运动块分析算法，提高追踪精度；具有更强的实时性，对于实际应用中的需求，基本能够满足。

[1] 王直，张文章，肖江等.基于监控视频中背景重组的运动物体的检测[J].信息技术，2016，21（10）：172-174.