信息科学技术学术著作丛书 主动相机运动分割与目标跟踪理论
作者： 崔智高 等著
出版时间：2018年版
丛编项： 信息科学技术学术著作丛书
内容简介
　　主动相机智能监控是当前智能视频监控的主要发展趋势。《主动相机运动分割与目标跟踪理论》紧紧围绕主动相机智能监控的两大核心技术——运动分割与目标跟踪展开讨论，包括主动相机智能监控、主动相机的运动目标分割技术、主动相机的运动目标跟踪技术，以及主动相机监控系统设计和应用，同时介绍相关方法的研究背景、理论基础和算法描述，并给出相应的实验结果。
目录
目录
《信息科学技术学术著作丛书》序
前言
第1章 绪论 1
1.1 智能视频监控技术 1
1.2 主动相机智能监控 4
1.2.1 主动视觉 4
1.2.2 三种常用相机 4
1.2.3 智能视频监控研究的发展趋势 6
1.3 主动相机运动分割和目标跟踪的研究现状 7
1.3.1 主动相机运动分割的研究现状 7
1.3.2 主动相机目标跟踪的研究现状 11
1.3.3 双目视觉系统的研究现状 12
1.4 本书内容安排 16
参考文献 18
第2章 基于多组低秩约束的主动相机运动分割算法 24
2.1 引言 24
2.2 基于多组低秩约束的运动轨迹分类 25
2.2.1 背景运动的低秩约束 26
2.2.2 运动轨迹分类方法 26
2.3 视频序列过分割 29
2.4 马尔可夫随机场目标分割模型 29
2.4.1 数据项惩罚函数 30
2.4.2 正则项惩罚函数 32
2.5 实验结果及其分析 33
2.5.1 运动轨迹分类实验结果 33
2.5.2 像素一级目标分割实验结果 35
参考文献 38
第3章 基于光流场分析的主动相机运动分割算法 40
3.1 引言 40
3.2 基于光流梯度幅值和光流矢量方向的目标边界分割 41
3.2.1 光流梯度幅值确定边界 41
3.2.2 光流矢量方向确定边界 42
3.3 基于点在多边形内部原理的目标像素点判断 42
3.4 基于时空马尔可夫随机场模型的前背景像素标记 44
3.4.1 时空马尔可夫随机场模型能量函数设计 44
3.4.2 数据项势能函数设计 44
3.4.3 平滑项势能函数设计 45
3.5 实验结果及其分析 47
参考文献 50
第4章 基于地平面约束的静止相机与主动相机目标跟踪算法 52
4.1 引言 52
4.2 现有协同跟踪方法分析 53
4.2.1 模型拟合方法 54
4.2.2 完全标定方法 56
4.2.3 图像拼接方法 56
4.3 基于地平面约束的协同跟踪算法的总体框架 57
4.4 基于地平面约束的协同跟踪算法的具体实现 59
4.4.1 单应矩阵自标定 59
4.4.2 主点和等效焦距估计 64
4.4.3 静止相机多目标跟踪 66
4.4.4 主动相机参数估计 67
4.5 实验结果及其分析 70
4.5.1 室内场景实验结果 71
4.5.2 室外场景实验结果 72
4.5.3 方法对比 75
参考文献 78
第5章 基于球面坐标和共面约束的双目主动相机目标跟踪算法 80
5.1 引言 80
5.2 基于球面坐标的目标跟踪算法 81
5.2.1 基于特征匹配的摄像机内部参数获取 81
5.2.2 基于球面经纬坐标的公共坐标系建立 84
5.2.3 结合场景深度范围的协同跟踪 87
5.3 高分辨率全景图生成算法 90
5.3.1 由粗到精的配准模型估计 91
5.3.2 协同运动分离 95
5.3.3 背景区域和前景区域的依次映射 96
5.4 基于共面约束的目标跟踪算法 97
5.4.1 共面约束的引入与估计 97
5.4.2 系统具有的两个性质 98
5.4.3 协同跟踪的实现 100
5.5 实验结果及其分析 101
5.5.1 球面坐标协同跟踪的实验结果 101
5.5.2 高分辨率全景图生成的实验结果 104
5.5.3 共面约束协同跟踪的实验结果 108
5.5.4 两种协同跟踪算法的对比分析 109
参考文献 110
第6章 基于特征库构造和分层匹配的主动相机参数自修正算法 112
6.1 引言 112
6.2 主动相机参数的误差 113
6.2.1 机械误差 113
6.2.2 累积误差 114
6.3 参数自修正算法的总体框架 115
6.4 参数自修正算法的具体实现 117
6.4.1 特征库构造 117
6.4.2 分层匹配 120
6.4.3 参数修正 122
6.5 实验结果及其分析 124
6.5.1 算法的有效性验证 124
6.5.2 算法的定量比较 128
参考文献 129
第7章 基于主动相机的智能监控系统设计及应用 130
7.1 引言 130
7.2 系统结构设计 130
7.3 系统软件界面 132
7.4 系统应用模块 134
7.4.1 预设位置的自主巡航监视及全景图拼接 134
7.4.2 视频序列的运动目标分割 136
7.4.3 预警区域的多目标依次跟踪 138
7.4.4 重点人员的人脸跟踪与识别 141
7.4.5 深度信息辅助的高分辨率图像获取和遮挡目标跟踪 144
7.4.6 大视场下目标的多分辨率主动跟踪 147
参考文献 150