基于視頻的云臺(tái)鏡頭目標(biāo)自動(dòng)跟蹤算法研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、基于視頻的云臺(tái)鏡頭目標(biāo)自動(dòng)跟蹤是智能視頻監(jiān)控中十分重要的研究領(lǐng)域。它改變了傳統(tǒng)云臺(tái)鏡頭跟蹤目標(biāo)需要人工實(shí)時(shí)操作鍵盤(pán)來(lái)控制云臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)和鏡頭變倍的方法,建立了云臺(tái)自動(dòng)跟蹤模型和鏡頭自動(dòng)變倍模型,從而始終將目標(biāo)以合適的比例鎖定在畫(huà)面中心,以便于監(jiān)控人員更直觀的察看。
　　 首先選定監(jiān)控區(qū)域的目標(biāo)進(jìn)行跟蹤,然后根據(jù)目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)信息,利用本文提出的云臺(tái)鏡頭自動(dòng)跟蹤目標(biāo)的算法,自動(dòng)控制云臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)對(duì)目標(biāo)進(jìn)行實(shí)時(shí)的全方位跟蹤,同時(shí)調(diào)節(jié)鏡頭的變倍,

2、對(duì)目標(biāo)的尺寸進(jìn)行放大和縮小,使得目標(biāo)始終以合適比例鎖定在畫(huà)面中心,最終實(shí)現(xiàn)基于視頻的云臺(tái)鏡頭目標(biāo)自動(dòng)跟蹤。本文的主要研究工作內(nèi)容有:
　　 (1)建立了目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)軌跡,設(shè)計(jì)出一種Kalman濾波器和Camshift算法相結(jié)合的方法對(duì)每幀圖像中的監(jiān)控目標(biāo)進(jìn)行鎖定并記錄其位置坐標(biāo),通過(guò)連接每幀的目標(biāo)位置,建立起目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)軌跡。
　　 (2)建立了云臺(tái)自動(dòng)跟蹤模型。根據(jù)目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)軌跡,云臺(tái)進(jìn)行自動(dòng)目標(biāo)跟蹤。當(dāng)目標(biāo)的水平移動(dòng)距離

3、和垂直移動(dòng)距離都大于云臺(tái)的最小轉(zhuǎn)矩距離時(shí),使用本文提出的階梯轉(zhuǎn)動(dòng)規(guī)則,云臺(tái)進(jìn)行水平方向和垂直方向交替轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤。當(dāng)目標(biāo)的水平移動(dòng)距離小于云臺(tái)的最小轉(zhuǎn)矩距離,垂直移動(dòng)距離大于云臺(tái)的最小轉(zhuǎn)矩距離時(shí),云臺(tái)在水平方向上不轉(zhuǎn)動(dòng),只進(jìn)行垂直方向的轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)目標(biāo)的水平移動(dòng)距離和垂直移動(dòng)距離都小于云臺(tái)的最小轉(zhuǎn)矩距離時(shí),云臺(tái)水平方向垂直方向都不轉(zhuǎn)動(dòng)。通過(guò)云臺(tái)自動(dòng)跟蹤模型,系統(tǒng)將目標(biāo)實(shí)時(shí)鎖定在畫(huà)面中央。
　　 (3)建立了鏡頭自動(dòng)變倍模型。規(guī)定

4、目標(biāo)在畫(huà)面中一個(gè)合適的面積尺寸,若目標(biāo)在畫(huà)面中尺寸與合適尺寸的差值絕對(duì)值超過(guò)規(guī)定的面積閾值,則鏡頭需要變倍。計(jì)算兩者的比值,根據(jù)鏡頭此時(shí)倍數(shù),得出鏡頭需要調(diào)整的倍數(shù)。按照鏡頭的倍數(shù)變化曲線,計(jì)算鏡頭需要變倍的時(shí)間,從而拉近或推遠(yuǎn)鏡頭至該時(shí)間,完成鏡頭的自動(dòng)變倍。通過(guò)鏡頭自動(dòng)變倍模型,使得監(jiān)控目標(biāo)始終以合適的尺寸顯示在畫(huà)面中。
　　 (4)程序?qū)崿F(xiàn)了云臺(tái)鏡頭自動(dòng)跟蹤目標(biāo)算法,通過(guò)在云臺(tái)鏡頭可變監(jiān)控系統(tǒng)平臺(tái)上,對(duì)多組視頻中的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)