基于视频的人体检测及人流统计算法研究文献综述

 2022-10-27 10:35:33

文献综述(或调研报告):

1 智能视频监控综述

智能视频监控(Intelligent Video Surveillance System)是计算机视觉领域中近几年来新兴起的一个应用方向。它是利用计算机视觉技术对视频信号进行处理、分析和理解,并对视频监控系统进行控制,从而提高视频监控系统智能化水平。视频监控系统无论在民用还是军事领域中都有着巨大的应用前景。当前,越来越多的公共场所安装了监控设备,这些摄像头捕获了大量的视频数据,但是多数情况下,都是发生了意外(比如偷窃)以后才对视频进行分析。智能监控系统可以实时的对获得的数据进行分析,避免了人工的干预,但是当前,IVS 系统在实际的应用中仍然存在着很多问题需要解决。智能视频监控系统的两个主要应用领域是安全监控、商务智能应用[1-3]。

在安全监控的应用领域中,最主要的基本目标是及时的检测到潜在的危险,并且发出警报。在检测犯罪行为的监控中,传统上是事情发生后对存储的视频进行分析。在安全监控中要求系统具有极高检测率,和相当低的误报率,这样才能够达到实际的应用。在此类中的应用中,主要包括特定场景的保护、可疑物体的检测(丢失的包裹)、异常的行为检测(走走停停)、非法位置停车以及其他的一些类似的应用。

商务智能应用的目的是获得一段时间内某个地点的统计信息。此类的系统的输出通常是一些统计的报告,几乎不关心个体的行为信息,但是商务智能应用和安全监控应用之间在根本的技术上很相似,只是某些要求不完全相同。特别是商务应用对系统的实时性要求不要,同时只要大体的统计数据准确,对检测个体行为的精确性上也要求不高。在此类应用中,比较典型的应用包括,在零售商店顾客行为的分析(比如在某个商店中的顾客的人数统计),检测道路交通状况的统计数据等等一些应用。

2 人体检测综述

在高级人机接口的应用领域里,我们希望进一步扩展机器的感知能力。如我们希望未来的机器人可以与人一样,能够和人自如的交流,这就需要未来的计算机具备感知外部环境的能力,可以独立地提取周围环境的重要信息。人体检测技术的发展可以使计算机能够自动的检测出人体,再结合人的识别和行为理解,结合面部表情,身体姿势和手势,未来的机器人必定能与人进行自如的交流。通过上面的人体检测技术的一些应用分析,我们可以知道对人体检测技术的进一步研究和发展有着巨大的应用前景和实际意义。

但人体检测是对象检测中一个极难的问题[4][5]。在很多学者眼中甚至是计算机视觉中最难的问题之一。人体检测问题几乎涉及到计算机视觉从低层的特征提取到高层的图像理解的全部问题,而其还有其他问题所不具备的独有难题,其主要的难题有以下几点:

  1. 对象复杂性高:对于车辆,文字等几何,颜色,纹理比较简单的对象而言,人体的对象要复杂得多,因此很难用简单的模型对其进行描述。
  2. 颜色与纹理信息的多样性:人体由于衣服,肤色,光照等的变化,不同的人在灰度以及颜色空间上的拥有不同的特征。同样由于不同的人有不同的衣服样式或者肤色变换的不同,在纹理特征方面也没有统一的特征模式可寻。
  3. 姿态的多样性:由于人体不是一个刚体模型,很难用一个统一的人体模型对其进行描述。相比较而言,人脸等问题由于大体上眼,耳,鼻,嘴等位置分布有较为固定的模式,可以相对容易地建立起模型框架。而人体在运动的时候,其姿态是完全不一样的,其各个部分的组合很难找到统一的模式去定义或者描述,这也增加了人体检测的难度。
  4. 视觉的多样性:与很多情况下人脸检测识别不同的是,人体检测的应用情况通常并不像人脸检测识别那样是在固定的视觉正视情况下得到的,人体检测中的人体可能是从正视或者测视等不同的视觉角度来进行观测的,更有可能从俯视,平视或者仰视的不同角度观看。所以视觉的多样性也是人体检测中的一个难题。

综上所述,人体检测目前在计算机视觉研究领域还远未成熟。而不同的学者也在通过不同的途径进行研究,通常情况下都是将复杂问题简化在一定的条件下利用现有的方法进行改进的检测。

3 人数统计综述

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