近岸海域運動目標檢測與跟蹤算法的設計與實現.pdf

1、我國是一個海洋大國，海岸線長，島嶼眾多，海防安全在國家安全局中具有十分重要的地位。但是，我國目前的海域防衛(wèi)能力與國家安全現實需要極不適應，所以，建立一個海防可視化遠程監(jiān)控系統，是解決當前島嶼管理的一種有效手段。為了解決傳統的視頻監(jiān)控系統難以處理復雜場景及復雜行為的問題，需要設計一套基于目標跟蹤技術(行為分析)的視頻監(jiān)控系統，其中，目標檢測與跟蹤技術是視頻監(jiān)控系統的核心。本文重點研究近岸海域運動目標檢測與跟蹤的相關技術。
　　本文根

2、據近岸海域目標圖像的特點（占據面積大、比較清晰）以及海面動態(tài)變化的復雜場景，并通過分析幀間差和背景差的特點，設計一種基于混合差分的目標檢測算法來實現近岸海面運動目標的檢測。首先，對視頻圖像序列中連續(xù)三幀圖像運用三幀差分法，求出目標的運動像素點及背景像素點；然后，只在得到的運動像素點區(qū)域內運用背景差分，獲取目標的運動區(qū)域；最后，采用形態(tài)學處理方法對上述獲取的運動區(qū)域進行膨脹和腐蝕運算，以提取完整的運動目標。
　　海面運動目標檢測是目

3、標跟蹤的前提條件，也是必要步驟。目前，在圖像處理及計算機視覺研究領域已有許多目標跟蹤算法，而由于粒子濾波算法具有可有效處理非線性和非高斯系統的特點，因此其被廣泛地應用于目標跟蹤領域。
　　海面運動目標跟蹤系統中，海面背景的變化難以預測，目標特征會隨時間變化，如顏色會隨環(huán)境光照而變化，目標邊緣又易受背景邊緣的影響，因此，使用單個特征難以實現目標跟蹤的魯棒性。為盡可能提高目標跟蹤的準確性和魯棒性，本文設計一種自適應融合顏色和邊緣特征的

4、粒子濾波算法并將其應用于海面運動目標的跟蹤。課題從目標的先驗知識（顏色、邊緣特征）、系統的狀態(tài)轉移和目標觀測模型等幾個方面介紹基于粒子濾波的目標跟蹤算法，然后結合多特征自適應融合策略實現基于顏色和邊緣特征自適應融合的粒子濾波算法框架下的海面運動目標的跟蹤，給出運動目標的跟蹤結果，并對該方法進行性能分析。
　　最后，本文設計一套目標檢測與跟蹤系統軟件，主要實現讀取視頻、目標檢測、目標跟蹤、繪制運動軌跡等功能，目標檢測和目標跟蹤是該系