基于圖像處理運(yùn)動(dòng)物體識(shí)別研究

全平生?呂樹彬

摘 要 目前已經(jīng)全面進(jìn)入信息化時(shí)代，傳統(tǒng)的工業(yè)化社會(huì)逐步被信息化社會(huì)取代，因此，圖像處理運(yùn)動(dòng)目標(biāo)識(shí)別得到了迅速的發(fā)展。圖像處理技術(shù)被各個(gè)行業(yè)廣泛應(yīng)用，例如視頻電話、醫(yī)學(xué)影像、監(jiān)測監(jiān)控以及各大網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，對(duì)人們的日常生活與學(xué)習(xí)產(chǎn)生了重大影響，擺脫了時(shí)間與空間的限制。特別是近年來視頻信號(hào)采集與存儲(chǔ)技術(shù)與人們生活息息相關(guān)，社區(qū)監(jiān)控、銀行安保、小區(qū)管理、交通安全以及學(xué)校治安等方面都有著廣泛應(yīng)用，基于此背景，本文開發(fā)了具備視頻捕捉和監(jiān)控的程序，旨在為運(yùn)動(dòng)物體識(shí)別出謀劃策。

關(guān)鍵詞 圖像處理;運(yùn)動(dòng)物體;視頻信號(hào);監(jiān)控

引言

動(dòng)態(tài)檢測是對(duì)圖像中的動(dòng)態(tài)信息進(jìn)行可視化的視頻分析，對(duì)圖像中檢測到的動(dòng)態(tài)信息進(jìn)行分析，并提取出圖像的動(dòng)態(tài)任務(wù)或目標(biāo)，簡化后續(xù)動(dòng)態(tài)跟蹤、識(shí)別和分析具有重要意義。目前動(dòng)態(tài)檢測有四種方法[1]：第一，計(jì)算得到的背景圖像與實(shí)際圖像的差值，該方法對(duì)于光、噪聲較為敏感，應(yīng)用范圍受限。第二，基于差影法的運(yùn)動(dòng)區(qū)域提取方法，但是該方法難以完整的提取運(yùn)動(dòng)目標(biāo)。第三，根據(jù)相關(guān)技術(shù)識(shí)別背景圖像，該方法要求專業(yè)理論性較強(qiáng)，實(shí)施較為困難。第四，光學(xué)流方法，但該方法計(jì)算工程量較大，在實(shí)際應(yīng)用中受限。在全球范圍內(nèi)，視頻提供的信息比單個(gè)圖像更多。圖像處理通過對(duì)多幀圖像的分析，對(duì)靜止圖像中的圖像序列進(jìn)行處理，只有識(shí)別和分析圖像序列的動(dòng)態(tài)過程，才能形成單個(gè)圖像獲取最終信息。在動(dòng)態(tài)圖像分析過程中，識(shí)別運(yùn)動(dòng)信息和跟蹤運(yùn)動(dòng)目標(biāo)，是動(dòng)態(tài)圖像分析的最終目的。

1基本的研究思路

1.1 VFW庫函數(shù)

VFW庫函數(shù)是Windows系統(tǒng)中的視頻服務(wù)庫，VFW不必依靠專門的硬件設(shè)施，根據(jù)AVI標(biāo)準(zhǔn)以運(yùn)動(dòng)圖像和伴音數(shù)據(jù)交互方式進(jìn)行存儲(chǔ)。VFW軟件套件包括：媒體播放器、Vidcap、videdit、bitedit、paledit、waveedit原來的版本有一些局限性，包括一個(gè)240像素、30幀每秒的最大幀率320像素的最高分辨率[2]。VFW庫函數(shù)可以直接讀取視頻緩沖區(qū)，具有獲取數(shù)據(jù)的優(yōu)勢(shì)，避免了生成中間文件的過程，功能性強(qiáng)大且具有一定的實(shí)用性。而Vidcap是實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)物體識(shí)別的關(guān)鍵，它可以將視頻捕捉和應(yīng)用程序相結(jié)合，并且能夠?qū)崿F(xiàn)視屏的捕捉、存盤等過程。AVICap支持實(shí)時(shí)的視頻流捕捉和單幀捕捉，該類提供了對(duì)MCI視頻源的完全控制，這樣，開發(fā)人員就可以任意確定視頻捕捉的起點(diǎn)和終點(diǎn)，并且有可能對(duì)其中的一個(gè)點(diǎn)即單幀進(jìn)行訪問。通過VFW技術(shù)

1.2 關(guān)鍵技術(shù)

首先設(shè)置攝像機(jī)拍攝間隔，在設(shè)定時(shí)間內(nèi)提取兩張圖像，同時(shí)進(jìn)行圖像差值運(yùn)算，經(jīng)過計(jì)算分析，如果灰度差值為零，那么能夠判定兩張圖像沒有差異，在攝像機(jī)拍攝期間沒有其他物體介入，那監(jiān)控系統(tǒng)不啟用視頻錄入[3]。另一方面，在攝像期間有物體介入，那計(jì)算得到的灰度差不會(huì)為零，此外還應(yīng)設(shè)置一定的差值大小，當(dāng)分析得到的灰度差在設(shè)定值以上時(shí)，可以認(rèn)為攝像范圍內(nèi)有物體運(yùn)動(dòng)，啟用視頻錄像并將視頻保存下來;當(dāng)小物體進(jìn)入攝像范圍內(nèi)，分析得到的灰度差在設(shè)定值以下，不啟用視頻錄像。 如果差值小于該值，那么我們?cè)跀z像機(jī)拍攝的范圍內(nèi)并沒有物體的運(yùn)動(dòng)，有時(shí)攝像機(jī)的晃動(dòng)或風(fēng)聲等光線圖像發(fā)生細(xì)微變化。在上述的監(jiān)控系統(tǒng)中，拍攝兩幅圖像的時(shí)間間隔，設(shè)置不同的參數(shù)后輸出兩幅圖像灰度值臨界是最重要的兩個(gè)參數(shù)。一般來說，攝像間隔設(shè)置1秒，灰度值臨界根據(jù)監(jiān)測實(shí)際情況確認(rèn)。

2功能實(shí)現(xiàn)

基于IP組播的視頻會(huì)議系統(tǒng)中，實(shí)時(shí)視頻捕獲部分實(shí)現(xiàn)流程，總共可以分為4步，具體原理如圖1所示。第一步，使用AVICap窗口建立捕獲窗，這是實(shí)現(xiàn)視頻捕獲的基礎(chǔ)和關(guān)鍵部分;第二步，為了防止系統(tǒng)出現(xiàn)錯(cuò)誤，需要設(shè)置回調(diào)函數(shù)，通關(guān)相應(yīng)宏完成該步驟;第三步，在設(shè)置參數(shù)后，視頻數(shù)據(jù)采集是該系統(tǒng)的重點(diǎn)，不同的實(shí)際應(yīng)用條件，可以直接處理視頻幀的文件或緩沖區(qū)。當(dāng)采集到的幀數(shù)據(jù)需要實(shí)時(shí)處理，可以先將數(shù)據(jù)緩存，數(shù)據(jù)的緩存需要用到回調(diào)函數(shù)和VIDEOHDR模塊，可以使用CapSetCallback0nVideoStream注冊(cè)回調(diào)函數(shù)。當(dāng)使用IP公共網(wǎng)絡(luò)時(shí)，由于不能夠滿足多媒體數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊螅@時(shí)需要壓縮視頻圖像，保證音頻數(shù)據(jù)的完整性;第四步，激活捕捉系統(tǒng)，完成視頻捕獲后關(guān)閉捕獲窗。

3結(jié)束語

本文主要研究視頻捕捉運(yùn)動(dòng)物體，包括視頻監(jiān)控條件下的視頻捕獲和運(yùn)動(dòng)檢測，基于通用usb數(shù)碼相機(jī)，使用電腦測試實(shí)驗(yàn)平臺(tái)設(shè)計(jì)和編程，通過VFW技術(shù)編制視頻捕捉程序，經(jīng)過后續(xù)相關(guān)運(yùn)動(dòng)物體檢測實(shí)驗(yàn)，證明該系統(tǒng)能夠投入到實(shí)際應(yīng)用中。基于圖像處理運(yùn)動(dòng)物體的技術(shù)研究還需要大家共同努力，實(shí)現(xiàn)監(jiān)測監(jiān)控的穩(wěn)定性、準(zhǔn)確性以及可靠性，未來通過數(shù)碼攝像完成視頻監(jiān)控居于較大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

參考文獻(xiàn)

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