智能视频监控系统运动检测的研究与应用

中 文 摘 要 针对传统的人工视频监控机制已不能满足用户需求的问题，本文从实现智能 视频监控的角度出发，提出了改进的运动检测算法，并结合高效视频编码方案和 智能报警将之应用于智能视频监控系统。 改进的运动检测结合相邻帧差法和背景差分法的技术优势。首先通过建立一 个可靠的背景更新模型，得到实时准确的前景图像，然后和多帧差分得到的差分 图像综合，得到完整可靠的运动目标图像，结合中值滤波和连通区域小面积消除 等数字图像处理方法，以消除噪声和背景扰动带来的影响，并用区域增长算法来 完善得到的目标区域，从而将视频序列中的运动目标比较可靠地检测出来。根据 运动检测结果的阙值大小，可以实现实时报警并通过调节量化QP值实现了 H.264高效视频压缩编码。 在这一算法的基础上，我们进行了基于改进运动检测算法的智能视频监控系 统的设计与实现。该原型系统主要功能包含了运动检测，智能报警以及量化压缩 视频，手机播放H.264文件等功能。文中给出了系统的结构设计，模块设计，并 在核心模块中详细描述了使用的关键技术，处理流程以及部分数据结构。 实验测试的结果表明，基于改进运动检测算法的视频监控报警系统较现有的 视频监控工具有较好的实用性，并且相较于传统的监控系统具有较高的视频压缩 效率和更满足用户实时需求的报警功能。 ? 关键词：视频编码，运动检测，视频监控，H.264，智能家居 本文研究的内容来源于华为科技委托项目－高效监控视频压缩算法和H.264 视频手机软解码。前一个项目要求对监控视频，在不影响画面质量的情况下，尽 可能保证较高的压缩率，相同视觉效果下压缩效果达到标准H.264的2倍左右。 并通过研究H.264编码算法，提出能够解决该问题的改进方案，开发实现算法原 型系统。该系统分为两个关联模块：运动检测模块和视频量化编码模块。后一个 项目要求开发手机H.264视频播放器和实现H.264视频在手机上的软解码，实现 本地H.264文件在智能手机上的播放功能。 在项目的实施中，对相关领域技术的深入研究，本文提出了基于运动检测的 智能视频监控系统，并利用项目中的关键技术完成了基于运动检测的智能监控原 型系统的开发。 本文分为6大章，各章内容安排如下： 第一章介绍本课题的开发背景、课题来源，并给出本文的组织结构 第二章对本文所采用的相关技术，现有的相关研究进行详细的描述，具体包 含了H.264编码技术，运动检测常用技术，对各技术优缺点进行了分析。 第三章深入阐述了系统中运动目标检测算法和高效视频压缩算法的设计。通 过结合相邻帧差法和背景差分法的技术优势，设计出一种更加有效的运动目标检 测算法，并将之应用于视频编码器，进一步实现了高效视频压缩算法。 第四章论述了基于改进运动检测算法的原型系统的设计与实现。论文首先描 述了系统实现的目标及主要功能，然后给出了原型系统的总体框架，并根据此框 架对原型系统的各个功能模块进行详细的分析设计，并分别阐述各个模块使用的 关键技术、数据结构等。 第五章是对基于运动检测的智能视频监控系统进行算法测试和成果展示，分 别对原型系统进行功能性测试和性能测试，实验结果表明，该系统能够对视频监 控中的运动物体有效识别，高效压缩监控视频，并能及时发送报警信息给用户。 第六章对全文主要工作进行总结，并对下一步研究工作做出展望。 Normal 0 7.8 磅 0 2 false false false EN-US ZH-CN X-NONE /* Style Definitions */ table.MsoNormalTable {mso-style-name:普通表格; mso-tstyle-rowband-size:0; mso-tstyle-colband-size:0; mso-style-noshow:yes; mso-style-priority:99; mso-style-parent:""; mso-padding-alt:0cm 5.4pt 0cm 5.4pt; mso-para-margin:0cm; mso-para-margin-bottom:.0001pt; mso-pagination:widow-orphan; font-size:10.5pt; mso-bidi-font-size:11.0pt; font-family:"Times New Roman","serif"; mso-font-kerning:1.0pt;} Normal 0 7.8 磅 0 2 false false false EN-US ZH-CN X-NONE /* Style Definitions */ table.MsoNormalTable {mso-style-name:普通表格; mso-tstyle-rowband-size:0; mso-tstyle-colband-size:0; mso-style-noshow:yes; mso-style-priority:99; mso-style-parent:""; mso-padding-alt:0cm 5.4pt 0cm 5.4pt; mso-para-margin:0cm; mso-para-margin-bottom:.0001pt; mso-pagination:widow-orphan; font-size:10.5pt; mso-bidi-font-size:11.0pt; font-family:"Times New Roman","serif"; mso-font-kerning:1.0pt;}