基于智能视频监控系统目标检测和跟踪技术分析

宋鹏飞

摘要：随着数字化和信息网络化的视频监控系统逐漸应用到日常生活的管控工作中，视频监控的作用在运用的过程中日益凸显。由视频监控技术的发展历史进程来看，视频监控系统的智能化技术极大程度地满足了社会的需求。文章针对智能图像监控系统中的目标检测和跟踪技术进行类别分析，比较每种方法之间的技术特点和利弊点，最后总结了智能视频系统的目标检测和跟踪技术的实际运用策略。

关键词：智能视频监控系统;目标检测;跟踪关键技术

引言：

随着信息时代的快速发展，智能视频监控系统作为一个新型的技术领域和学术方向受到了广泛的关注，该系统融合了多媒体通信技术和计算机视觉感官技术，系统技术主要适用于对安全要求极高的场合，比如军队、公安、金店、银行等区域，弥补了对这些场所进行安全保护工作的不足之处。比如银行出现盗窃活动时，智能视频系统可以立即发出危险警报，保证工作人员和警方可同时根据监控网络做出应急危险解救处理，避免国家财产和安全问题受到威胁。

一、目标检测的主要方法及分析

目标检测是智能视频监控的基本工作流程，现在智能视频系统中最常见的检测方法主要包括以下四种方法。

（一）帧差法

如果一幅图像在某一位置的物体上的变化，那么对应位置的灰度也随之进行一定程度的变化，对应来说，物体保持不变的部分，灰度也同样不会发生变化或者只发生微小变化，帧差法正是运用这一核心思想对图像进行检测，该检测法只是需要将序列图像中邻近两幅图像像素灰度之间的趋同进行综合比较。这种算法是通过对时间序列图像历史信息的运用去契合低对比度的时间排序图像，由此可以推断出冗杂背景下目标以多种形态去运动的具体方式。帧差法对轻微或缓慢运动物体进行检测的同时，还能预计物体的大小和位移的长度。但是这一检测方法的难点在于算法复杂，主观判断行为多，影响检测结果的准确性。

（二）光流法

光流是指在一定空间中，运动物体的被检测表层上通过像素点运动的瞬时速度。光流场是将物体点的三维运动速度场以平面图像的形式呈现。相关研究学者对光流检验计算技术进行了分析并得出结论，可以将其运用理论与数学方法的形式进行差异区分，主要包括微分法、区域对应法、能量运用法和相位运用法，微分法和区域对应法是光流检测中最常见的方法。光流检测法不仅可以得到比较准确的运动目标位置数据，还可以计算出速度的信息，但是这种算法受噪音的影响较大，在对目标的跟踪的过程中隐藏起来有一定的难度。

（三）背景差法

背景差法是在视频运动拆分中最经常用到的检测方法，它的方法理论指导是比较输入的图像和背景模型之间的差异，灰度特征的变化是差异度的重要表现，可以采用直方图上直观的数据变化来评估异常状况的发生。传统固有的背景差法在对智能监控系统的目标进行检测的过程中，首先要将背景中的每个像素进行统一整合并建立模型，然后将图像和模型进行对比，在限制的阈值内筛选出图像与模型出现偏差的像素点，最后对图像进行二次数值整理，最终得到前景像素的整合。除此之外，模型还要根据动态的场景变化去调整周期背景。创建背景模型和保证背景状态的情况下去适应实际环境的变化是背景差法最大的难点。

二、目标跟踪的主要策略和分析

（一）根据目标跟踪检测的时间分析

目标跟踪技术在从智能视频检测系统中提炼出运动目标之后，通过获取到的目标位置和目标状态信息去创建跟踪模型，在前后帧差的对比程度去追踪目标的运动走向，完成对目标的准确跟踪。在现如今的应用中，目标数量多少是不确定因素，而且目标的多元性、光照条件，环境背景、其他运动目标对跟踪目标的遮挡等因素都会对目标的追踪带来一定的阻碍。跟踪目标技术和目标检测从时间上来划分可以分为以下三大类，主要包括先检测后跟踪、先跟踪后检测、同步检测和跟踪。先检测后跟踪主要是先检测运动目标在每一帧图像上呈现的状态，将当前图像与模型的匹配程度去实现目标的跟踪。这种方法是运用传统的信号和数据图像的处理模式，检测过程没有将跟踪过程获取的数据完全用上。先跟踪后检测是先建设目标下一帧可能在的位置和状况，然后通过检测的结果对预判值进行调整。这一技术方法的运用难度在于需要熟练掌握目标运动特点和规律。检测跟踪同步技术是图像序列中同步开展目标的检测和跟踪工作，将两者相结合，检测要根据跟踪的数值去掌握目标的所在区域，跟踪是要通过检测提供目标观察数据去进行分析，检测和跟踪工作之间起到相互协助的作用。

（二）根据跟踪目标特征差异分析

从跟踪目标的特征差异方面进行划分，目标跟踪形式可以从颜色、形状、区域和特征等多种方法进行开展和实施。除此之外，检测跟踪方法可以通过目标运动状态设置动态的摄像设备和静态的摄像设备去进行目标跟踪。如果从跟踪目标的数量进行划分的话，有单个目标跟踪和多个目标跟踪的区别。

三、实际应用策略和措施

智能视频监测系统在城市安全、治安管控、交通防治等相关方面得到了广泛应用，该系统在上述工作中对于目标的检测和追踪起到了至关重要的作用。公安派出所是公安机关的基层战斗群体，随着信息技术的不断发展，城市犯罪的工具和模式也是多种多样，智能视频监控系统需要不断的升级和优化，保证对安全的高度保障。上海市的智能视频监控系统已经在全市18个区县级的派出所完成了安装建设工作，该系统随着时间的推移，其规模程度、资源共享效率和安全保障效力都得到了实质性的突破。智能视频管控系统也是城市综合管理的重要技术支持，上海作为交通拥堵、基础设施齐全多样、经济发展迅速的一线城市，人口流动量也非常大，是产生犯罪行为的高发地区，一旦出现犯罪行为，袭击目标群体庞大，由此可见城市的反恐建设显得尤为重要。

结束语：

信息化建设在不断的推动着智能视频监控系统的完善和改进工作，系统中的技术含量和使用效力决定着系统在目标跟踪工作的作用程度。智能视频监控系统是运用科学技术去完成视频监控的高效管理，将视频监控系统由“看见”延伸到“准确地看见”，运用目标检测和目标跟踪技术去实现对目标位置和状态的精准判断。

参考文献

[1]王骏.基于计算机智能视频监控系统技术分析[J].信息通信，2012（02）：187-188.

[2]肖沁雨.智能视频监控关键技术分析[J].制造业自动化，2012，34（12）：21-23.