人形目标检测与跟踪
基于计算机视觉技术的行人检测与追踪系统设计与实现
基于计算机视觉技术的行人检测与追踪系统设计与实现摘要：行人检测与追踪系统是计算机视觉领域中的一个重要研究方向，具有广泛的应用价值。
本文基于计算机视觉技术，设计并实现了一种行人检测与追踪系统。
首先，利用图像处理算法进行行人检测，然后通过目标跟踪算法进行行人追踪。
实验结果表明，所设计的系统能够准确有效地检测和追踪行人，具有一定的实用性和可行性。
1.引言在计算机视觉领域中，行人检测与追踪是一个具有挑战性的问题。
行人检测与追踪系统在视频监控、交通管理、人工智能等领域具有广泛的应用。
本文旨在设计并实现一种基于计算机视觉技术的行人检测与追踪系统，提高行人检测与追踪的准确性和实时性。
2.行人检测算法行人检测是行人检测与追踪系统的核心任务之一。
本文采用了一种基于深度学习的行人检测算法，主要由以下几个步骤组成。
2.1 数据集准备为了训练行人检测模型，首先需要准备大量的行人图像数据集。
我们选择了一个公开的行人数据集，并对其进行数据清洗和标注工作，以保证数据集的质量和准确性。
2.2 特征提取在行人检测算法中，特征提取是非常重要的一步。
本文采用了一种基于卷积神经网络的特征提取方法，通过多层卷积和池化操作，提取图像中的特征信息。
2.3 行人检测模型训练利用准备好的数据集和特征提取方法，我们设计了一个行人检测模型，并对其进行训练。
训练过程中，我们采用了反向传播算法和随机梯度下降等方法，优化模型的参数。
2.4 行人检测结果输出在行人检测算法的最后一步，我们将最终的检测结果输出到图像中，形成行人检测图像。
3.行人追踪算法行人追踪是指在连续帧中对行人目标进行跟踪的过程。
为了实现行人追踪，本文采用了一种基于卡尔曼滤波的目标跟踪算法。
3.1 目标初始化在行人追踪的开始阶段，需要对第一帧中的行人目标进行初始化。
我们使用行人检测算法得到第一帧中的行人位置，并作为目标的初始化位置。
3.2 运动预测在行人追踪的过程中，由于摄像机运动和遮挡等原因，行人的位置会发生变化。
基于计算机视觉的行人检测与跟踪
基于计算机视觉的行人检测与跟踪随着人们对交通安全的重视和城市化进程的加速，行人检测与跟踪技术越来越成为一个备受关注的领域。
该技术可应用于智能交通、安保监控、智能仓储等领域。
在所有的行人检测与跟踪技术中，基于计算机视觉的方法是最为普遍和有效的。
一、行人检测技术行人检测技术是指利用计算机视觉技术对视频图像中的行人进行识别和定位。
行人检测技术是行人跟踪、行人计数、行人姿态估计等高级计算机视觉任务的基础。
1.传统的行人检测方法传统的行人检测方法主要依靠人工设计特征和分类器机制。
这些特征建立在HOG（方向梯度直方图）的基础上，通过基于AdaBoost算法的统计分类器进行训练，以区别行人与非行人。
这些特征的效果取决于人工设计的能力，对于具有许多复杂情况和遮挡的场景，这种方法容易导致误差。
2.基于深度学习的行人检测方法基于深度学习的行人检测方法是目前最有效的方法。
它基于卷积神经网络，即CNN，能够识别更广泛的特征，并且样本处理能力也更好。
这种方法可以处理多种行人场景，并且准确率和鲁棒性得到显着提高。
在实践中，可以使用许多基于深度学习的行人检测框架，如Faster R-CNN、SSD、YOLOv3等来实现。
二、行人跟踪技术行人跟踪技术是指利用计算机视觉技术，在视频序列中追踪并标记行人，以实现对行人的实时跟踪。
1.传统的行人跟踪方法传统的行人跟踪方法主要利用背景减除和运动检测等方法来检测行人，并利用各种特征来跟踪行人。
这种方法中最常用的跟踪算法是卡尔曼滤波和粒子滤波。
但这种方法也存在着一些问题，比如遮挡和漂移。
这会导致跟踪器无法精确跟踪和标记行人。
2.基于深度学习的行人跟踪方法随着深度学习技术的发展，基于深度学习的行人跟踪方法越来越受到关注。
这种方法可以利用视频中的行人识别器来检测和跟踪行人。
目前，最常用的行人跟踪模型是深度嵌入式跟踪器。
这种跟踪器通过将图像嵌入到低维空间中，并在嵌入空间中进行目标跟踪，可以有效地解决一些传统跟踪器存在的问题。
《2024年交通场景下的车辆行人多目标检测与跟踪算法研究》范文
《交通场景下的车辆行人多目标检测与跟踪算法研究》篇一一、引言随着智能化交通系统的快速发展，交通场景下的车辆行人多目标检测与跟踪技术成为了研究的热点。
该技术能够有效地对交通场景中的车辆和行人进行实时检测和跟踪，为智能交通系统提供重要的信息支持。
本文将针对交通场景下的车辆行人多目标检测与跟踪算法进行研究，分析其原理、方法及存在的问题，并提出相应的解决方案。
二、多目标检测与跟踪算法概述多目标检测与跟踪算法是计算机视觉领域的重要研究内容，主要用于对交通场景中的目标进行实时检测和跟踪。
该算法主要通过图像处理技术，对交通场景中的车辆和行人进行识别和定位，然后利用相关算法实现目标的跟踪。
在交通场景中，多目标检测与跟踪算法能够有效地提高交通安全、缓解交通拥堵、优化交通流等。
三、车辆行人多目标检测算法研究车辆行人多目标检测是多目标检测与跟踪算法的重要组成部分。
目前，常用的车辆行人多目标检测算法包括基于深度学习的目标检测算法和基于传统计算机视觉的目标检测算法。
其中，基于深度学习的目标检测算法在准确性和实时性方面具有较大的优势。
在车辆行人多目标检测中，常用的深度学习算法包括Faster R-CNN、YOLO、SSD等。
这些算法通过卷积神经网络对图像进行特征提取和目标定位，从而实现多目标的检测。
在实际应用中，这些算法需要针对不同的交通场景进行优化和调整，以提高检测的准确性和实时性。
四、车辆行人多目标跟踪算法研究车辆行人多目标跟踪是多目标检测与跟踪算法的另一重要组成部分。
该算法主要通过分析目标的运动轨迹和特征信息，实现目标的跟踪。
目前，常用的车辆行人多目标跟踪算法包括基于卡尔曼滤波的跟踪算法、基于深度学习的跟踪算法等。
在基于深度学习的多目标跟踪算法中，通过利用深度神经网络对目标的特征进行学习和提取，再结合目标之间的时空关系，实现多目标的跟踪。
此外，一些算法还采用了数据关联技术，将检测和跟踪两个阶段结合起来，进一步提高多目标跟踪的准确性和实时性。
视频序列中人体运动目标的检测与跟踪
02
人体运动目标检测
基于图像处理的目标检标从背景中分离出来。
特征提取
利用颜色、纹理、形状等特征，对分割后的人体运动 目标进行特征提取和描述。
目标检测
通过特征匹配、分类器设计等方法，实现人体运动目 标的检测。
基于视频处理的目标检测
视频帧分割
目标遮挡与消失的问题
01
遮挡问题
人体运动目标可能被其他物体遮 挡，导致目标部分或全部不可见 。
消失问题
02
03
遮挡与消失的处理
在视频序列中，人体运动目标可 能由于视角变化、距离过远等原 因而消失。
需要采用有效的算法来处理遮挡 和消失问题，如基于深度学习的 目标检测算法。
运动目标的快速跟踪与准确定位
国内外研究现状
近年来，国内外研究者针对人体运动目标检测与跟踪问题提出了许多方法，包括 基于特征的方法、基于滤波的方法、基于机器学习的方法等。同时，深度学习技 术的快速发展也为人体运动目标检测与跟踪提供了新的思路和方法。
研究发展趋势
随着深度学习技术的不断发展和计算机视觉技术的广泛应用，未来的人体运动目 标检测与跟踪研究将更加注重模型的鲁棒性和实时性，同时结合多模态信息进行 融合和交互，进一步提高检测和跟踪的准确性和稳定性。
目标检测
通过训练好的深度学习模型，对输入的视频帧进行特征提取和分 类，实现人体运动目标的检测。
模型优化
通过不断优化深度学习模型的结构和参数，提高人体运动目标检 测的准确性和效率。
03
人体运动目标跟踪
基于特征匹配的跟踪方法
01
02
03
特征提取
从视频帧中提取人体运动 目标的特征，如边缘、轮 廓、纹理等。
视频序列中人体运动目标的 检测与跟踪
智能视频监控中的多人体目标检测与跟踪研究
智能视频监控中的多人体目标检测与跟踪研究摘要：智能视频监控应用前景广阔,系统设计方式多种多样，尚无统一标准。
在此背景下，本文对智能视频监控进行了简要介绍，分别从目标检测与目标跟踪两方面进行了研究，提出了有效检测与跟踪目标的设计策略，以供需要的人们参考，提高监控质量。
关键词：智能视频监控；人体目标；目标检测；目标跟踪引言：典型视频监控具有信息采集、目标检测、跟踪、行为分析、事件检测等多个模块。
视频监控随着网络的普及，目前，广泛应用在教育、娱乐、运动等各个领域，在安防工作中发挥了重要作用，因此，成为了热点研究内容。
一、智能视频监控概述智能视频监控系统应具有多场景适应性高与高效准确处理数据的功能。
构建该系统需要具备应用计算机视觉技术的能力，目前，国内外均十分重视对该系统的研究。
本文所述智能视频监控系统主要为了发挥以下两个作用：第一，能够在复杂条件下实时更新；第二，能够对视频中的运动目标，主要是人的检测与跟踪。
该系统融合了传感器技术、视频采集技术等众多新技术。
不仅能够检测与跟踪具体人体模型，还能够对多人体进行检测与跟踪，实现了室内外多人体状态下的监控。
特别强调的是，本系统构建的关键是图像的处理与识别。
二、智能视频监控中多人体目标检测研究（一）顶层设计影响监控系统发挥作用的因素包括像素、光照、分辨率等，上述影响多出现在十分极端的环境下，但是由于人眼的作用，一般均可有效识别目标。
在此基础上，本系统为了充分展现其作用，对社会具有真正的推动性，拟研制可以超过人眼分辨率且适用于多场景的系统。
鉴于针对多人体目标进行识别，加之上述因素的影响，在多人体检测方面，本文以人头检测为本，通过检测人头锁定目标。
（二）算法框架人头检测不需要考虑实时性，算法只针对当前时间点进行处理，这就表示算法能够广泛应用在室内外多种场景中。
算法运作原理是，当前帧输入图像后，将其传输到检测人头的网络模型中，网络得出分割结果与回归结果，之后再处理这两个结果，即经由阈值分割、极值点判断等，再结合场景目标群体数据锁定最终目标，输出坐标。
人形目标检测与跟踪
——人形目标检测与跟踪一、本组研究方案，算法系统框图二、 检测算法、原理、程序实现方法、调试过程【视频处理】老师提供的两端视频两段视频并不能直接用来输入OpenCV 所编程序处理，需要将其转化为无压缩的avi 格式。
利用软件WinAVI Video Converter ，转换为ZJMedia uncompressed RGB24格式。
【背景建模】我们小组利用N 帧图像的平均来求取背景，并实时对背景进行更新。
由于考虑到ExhibitionHall.avi 视频中运动物体所占场景比例少，运动轨迹为直线，为了处理的简单，所以在这不刻意区分物体和背景像素点。
即(1)(1)()()A A A B k B k I k αα+=-+ ，这里的α 很小（0.003） 。
【前景提取】灰度图像的处理比彩色图像的处理过程简单。
我们小组将读入的彩色图像变成灰度图像，并二值化；同样，背景也进行二值化。
两者做差值，得到一些离散的黑白点块。
也就是要识别的目标。
但是，这样得到的块是分散开的，程序整的人形被分块识别成多个目标。
为此，我们做了一些简单的后处理。
先腐蚀元素，去除不必要的杂点，然后进行膨胀块处理，自定义块的大小，使其膨胀成能被识别成一个人形的目标。
另外，我们还做个简单的高斯低通滤波，是得到的结果光滑些。
其流程图如右。
【目标检测】根据前景处理的结果，得到一些连续的块目标。
利用帧间差，可以提取出目标的轮廓。
根据轮廓的位置分布，计算出检测目标的形心和大小。
并予以标记。
【目标跟踪】根据目标帧间的位移差值，可以计算出运动目标在x，y方向上的运动速度。
可以利用这个关系判断下一帧目标的位置。
设置一个合适的阈值，就可以实现目标的跟踪。
在此，我们还引入了重叠判断机制。
如果目标重叠，即通过遍历，发现块重叠大于一定阈值后，根据前面得到的位置预测判断当前物块位置；如果不重叠，则遍历这幅图像中的所有物块，寻找临近最优物块，以保持编号连续性。
在目标跟踪过程中，还进行了Kalman滤波，对目标轨迹进行滤波处理。
行人检测与跟踪国内外研究现状
行人检测与跟踪国内外研究现状1.2行人检测与跟踪国内外研究现状视觉跟踪与目标检测是计算机视觉领域内较早开始的研究方向。
经过几十年的积累，这两个方向已经取得了显著的发展。
然而，很多方法只是在相对较好地程度上解决了一些关键问题。
并且仍旧有不少一般性的关键问题未得到有效的解决。
国内外很多研究机构都在致力于研究与发展这两个方向。
近些年这两个方向持续发展，涌现了很多比较优秀的方法。
国外的很多大学与研究机构（如卡内基梅隆大学、南加州大学与法国国家计算机科学与控制研究所等）都有计算机视觉小组，长期地研究视频跟踪与目标检测。
国内的很多大学与研究所等（如清华大学、上海交大与自动化所等）也有相关的研究小组，并取得了一些优秀的研究成果。
1.2.1行人检测技术国内外研究现状中科院计算机科学重点实验室孙庆杰等人利用基于侧影的人体模型及其对应的概率模型,提出了一种基于矩形拟合的人体检测算法。
中科院自动化所谭铁牛等对人运动进行视觉分析,其核心是利用计算机视觉技术从图像序列中检测、跟踪、识别人并对其行为进行理解与描述,它主要应用在视觉监控领域与基于步态的身份鉴定。
步态识别就是根据人们走路的姿势进行身份鉴定,依据人体行走运动很大程度上依赖于轮廓随着时间的形状变化的直观想法,提出一种基于时空轮廓分析的步态识别算法；基于行走运动的关节角度变化包含着丰富的个体识别信息的思想,提出一种基于模型的步态识别算法。
实验结果表明该算法不仅获得了令人鼓舞的识别性能,而且拥有相对较低的计算代价。
但是该方法只能检测出运动的行人。
西安交通大学郑南宁等研究了利用支持向量机识别行人的方法,通过稀疏Gabor滤波器提取行人样本图像中行人的特征,然后利用支持向量机来训练所提取的样本特征,并用训练得到的分类器通过遍历图像的方式将图像中可能属于行人的窗口提取出来。
尽管用Gabor滤波器提取特征效果相对较好,但耗时很长,不适合于实时图像的处理。
上海交通大学田广等提出了一种coarse-to-fine的行人检测方法,将一个人建模成人体自然部位的组装,人体的所有部位包括头肩、躯干与腿、采用绝对值类Haar特征集与Edgelet特征集,在这些特征集上,采用softcascade训练各个部位的检测器与全身检测器。
《2024年基于视觉的行人检测和跟踪技术的研究》范文
《基于视觉的行人检测和跟踪技术的研究》篇一基于视觉的行人检测与跟踪技术研究一、引言在智能交通系统、安防监控和机器人视觉等众多领域中，行人检测与跟踪技术具有广泛的应用价值。
这些技术主要依赖于计算机视觉算法来分析图像或视频数据，从而实现准确、实时的行人检测与跟踪。
本文旨在研究基于视觉的行人检测与跟踪技术，探讨其发展现状、关键技术及未来发展方向。
二、行人检测技术的研究现状行人检测是计算机视觉领域的一个经典问题，其目标是确定图像或视频中行人的位置。
目前，基于视觉的行人检测方法主要包括基于特征的方法、基于模型的方法和深度学习方法。
1. 基于特征的方法：通过提取图像中的特定特征（如颜色、形状、纹理等）来进行行人检测。
这类方法具有较好的实时性，但受光照、背景干扰等因素影响较大，导致误检率较高。
2. 基于模型的方法：通过建立行人的三维模型，并将其投影到二维平面进行检测。
这种方法在处理复杂背景和遮挡情况时具有较好的性能，但计算复杂度较高，难以满足实时性要求。
3. 深度学习方法：利用深度神经网络提取图像中的深层特征，实现行人的准确检测。
近年来，基于深度学习的行人检测方法在准确性和鲁棒性方面取得了显著提升。
三、行人跟踪技术的发展行人跟踪是在行人检测的基础上，对目标行人的运动轨迹进行预测和跟踪。
目前，常见的行人跟踪方法包括基于滤波的方法、基于机器学习的方法和基于深度学习的方法。
1. 基于滤波的方法：如卡尔曼滤波、粒子滤波等，通过预测目标行人的运动轨迹，实现跟踪。
这类方法在处理简单场景时具有较好的性能，但在处理复杂场景和多人交互场景时，跟踪效果较差。
2. 基于机器学习的方法：通过训练分类器来实现行人跟踪。
这类方法在处理复杂场景时具有较好的性能，但需要大量的训练数据和计算资源。
3. 基于深度学习的方法：利用深度神经网络实现行人的准确跟踪。
近年来，基于深度学习的行人跟踪方法在准确性和鲁棒性方面取得了显著提升。
四、关键技术及挑战1. 特征提取：准确提取图像中的行人特征是实现准确检测与跟踪的关键。
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——人形目标检测与跟踪
一、
本组研究方案，算法系统框图
二、 检测算法、原理、程序实现方法、调试过程
【视频处理】
老师提供的两端视频两段视频并不能直接用来输入OpenCV 所编程序处理，需要将其转化为无压缩的avi 格式。
利用软件WinAVI Video Converter ，转换为ZJMedia uncompressed RGB24格式。
【背景建模】
我们小组利用N 帧图像的平均来求取背景，并实时对背景进行更新。
由于考虑到ExhibitionHall.avi 视频中运动物体所占场景比例少，运动轨迹为直线，为了处理的简单，所以在这不刻意区分物体和背景像素点。
即(1)(1)()()A A A B k B k I k αα+=-+ ，这里的α 很小（0.003） 。
【前景提取】
灰度图像的处理比彩色图像的处理过程简单。
我们小组将读入的彩色图像变成灰度图像，并二值化；同样，背景也进行二值化。
两者做差值，得到一些离散的黑白点块。
也就
是要识别的目标。
但是，这样得到的块是分散开的，程序
整的人形被分块识别成多个目标。
为此，我们做了一些简
单的后处理。
先腐蚀元素，去除不必要的杂点，然后进行
膨胀块处理，自定义块的大小，使其膨胀成能被识别成一
个人形的目标。
另外，我们还做个简单的高斯低通滤波，
是得到的结果光滑些。
其流程图如右。
【目标检测】
根据前景处理的结果，得到一些连续的块目标。
利用帧间差，可以提取出目标的轮廓。
根
据轮廓的位置分布，计算出检测目标的形心和大小。
并予以标记。
【目标跟踪】
根据目标帧间的位移差值，可以计算出运动目标在x，y方向上的运动速度。
可以利用这
个关系判断下一帧目标的位置。
设置一个合适的阈值，就可以实现目标的跟踪。
在此，我们还
引入了重叠判断机制。
如果目标重叠，即通过遍历，发现块重叠大于一定阈值后，根据前面得
到的位置预测判断当前物块位置；如果不重叠，则遍历这幅图像中的所有物块，寻找临近最优
物块，以保持编号连续性。
在目标跟踪过程中，还进行了Kalman滤波，对目标轨迹进行滤波
处理。
三、实验结果，图示
【背景建模】
【前景提取】
直接与背景做差值得到的图像
加入腐蚀膨胀后得到的图像
【目标检测】
【目标跟踪】
【目标重叠处理】
四、总结、存在问题分析
这段程序能基本检测出在场景中的运动目标，并且对目标没有长时间停留和背景中的场景固定的视频检测效果好。
我们小组在刚开始做的时候并没有注意到是“人形目标检测与跟踪”，而是直接作为“运动目标的识别和跟踪”进行处理。
由于建的模型很简单，只要是与背景相比有变化的部分都能被检测出来。
如果要做人形目标识别，就需要对人形目标进行建模，规定一定的长宽比，设定一个阈值，在这范围内的目标就能被识别出来。
这样，在镜中的成像，光照的影响都可以被滤掉。
另外，这段程序在某些与背景相似的目标检测上效果较差，容易把它识别成两个目标。
这
是因为背景建模采用了“背景更新”法和前景提取用了
“二值化处理”。
虽然采用了“背景更新”，但是给定的
很小，只有0.003，相当于我们认为背景一直是固定的。
“二值化处理”使得在识别上忽视了很多像素点。
这样
和背景颜色相似点就很容易被判为背景，这样就会造成
一个人形目标会被识别成几个目标。
采用“帧差法”能
较好的避免这个问题，得到的人形轮廓与背景的像素没关系。
物体长时间停留，会产生目标丢失。
当该物体再次移动时，会产生虚假目标。
这也与背景建模有关系。
这也许是采用了“背景法”建模的同学心中的永远的痛。
因为roomWalk.mpg 里就有人形物体长时间停留。
经过小组内讨论，采用“背景法”和“帧间差”结合的方法能较好的避免这个问题。
如果物体长时间停留，采用“背景法”和“帧间差”得到的结果肯定会不一样。
在这要进行一点简单处理，就是把“帧间差”图像做镜像，然后用与“背景法”中区域像素填充“帧间差”图像中人形区域。
两者做差值，根据得到的差值就会把整幅图像分成两个区域，一个是物体长时间停留得到的“虚假目标区域”，一个是“正常目标区域”。
借用图像分割技术中的“基于区域的分割”中的‘拆分和聚合’思想，在背景更新中将“虚假目标区域”进行‘忽略’，这样得到的结果就只有运动目标了。