監(jiān)控視頻目標(biāo)跟蹤算法及應(yīng)用系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)研究的中期報(bào)告

監(jiān)控視頻目標(biāo)跟蹤算法及應(yīng)用系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)研究的中期報(bào)告中期報(bào)告一、研究背景監(jiān)控視頻系統(tǒng)已經(jīng)成為保障公共安全的重要手段，但是傳統(tǒng)的監(jiān)控視頻系統(tǒng)由于人力不足，無(wú)法對(duì)大規(guī)模的視頻進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，因此需要利用計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)對(duì)監(jiān)控視頻進(jìn)行智能化處理。其中，目標(biāo)跟蹤技術(shù)是監(jiān)控視頻智能化處理的重要核心技術(shù)之一。目標(biāo)跟蹤就是在視頻序列中對(duì)一個(gè)特定的目標(biāo)進(jìn)行跟蹤。隨著計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)的不斷發(fā)展，目標(biāo)跟蹤技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用，例如車(chē)輛跟蹤、人臉跟蹤、行人跟蹤等。目標(biāo)跟蹤技術(shù)可以應(yīng)用于視頻監(jiān)控、移動(dòng)機(jī)器人導(dǎo)航、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)等領(lǐng)域。以車(chē)輛跟蹤為例，一個(gè)車(chē)輛的軌跡可以表示為一個(gè)2D或3D的坐標(biāo)序列。通過(guò)對(duì)車(chē)輛軌跡的分析，可以提取車(chē)輛的行駛狀態(tài)、行駛路線等信息，從而實(shí)現(xiàn)車(chē)輛運(yùn)行管理、交通路況分析等功能。在實(shí)際應(yīng)用中，隨著傳感器技術(shù)的發(fā)展，車(chē)輛跟蹤也越來(lái)越重要，汽車(chē)燈光、車(chē)牌等車(chē)輛辨識(shí)的技術(shù)已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。二、研究目標(biāo)本文的主要研究目標(biāo)是提出一種基于深度學(xué)習(xí)的目標(biāo)跟蹤算法，并實(shí)現(xiàn)一個(gè)監(jiān)控視頻系統(tǒng)，能夠?qū)μ囟繕?biāo)進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤并分析其行為。該系統(tǒng)的主要功能包括：1.對(duì)視頻中的目標(biāo)進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤，并將跟蹤結(jié)果紀(jì)錄保存。2.對(duì)目標(biāo)進(jìn)行軌跡分析，提取目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)信息，并進(jìn)行行為分析。3.可以用來(lái)實(shí)現(xiàn)公共安全監(jiān)督，管理車(chē)輛運(yùn)行狀態(tài)，提供交通路況信息等功能。三、研究?jī)?nèi)容1.深度學(xué)習(xí)目標(biāo)跟蹤算法的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)。監(jiān)控視頻中目標(biāo)跟蹤技術(shù)主要分為兩類(lèi)：基于傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)視覺(jué)算法的目標(biāo)跟蹤和基于深度學(xué)習(xí)的目標(biāo)跟蹤。傳統(tǒng)的目標(biāo)跟蹤算法在對(duì)目標(biāo)變化較大時(shí)會(huì)失效，效果較差；而深度學(xué)習(xí)可以對(duì)特征進(jìn)行更加精準(zhǔn)的識(shí)別，擁有更好的性能。因此本文將采用深度學(xué)習(xí)目標(biāo)跟蹤算法。2.選擇視頻數(shù)據(jù)集，對(duì)視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理。本文將采用公共數(shù)據(jù)集，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理包括：視頻分段、去噪、目標(biāo)檢測(cè)、跟蹤處理等。3.實(shí)現(xiàn)監(jiān)控視頻系統(tǒng)。本文將實(shí)現(xiàn)基于目標(biāo)跟蹤的監(jiān)控視頻系統(tǒng)，包括視頻采集、預(yù)處理、目標(biāo)跟蹤、分析處理、結(jié)果輸出等模塊。四、進(jìn)展和計(jì)劃目前，本項(xiàng)目已經(jīng)完成了深度學(xué)習(xí)目標(biāo)跟蹤算法的設(shè)計(jì)，采用YOLOv3等經(jīng)典的深度學(xué)習(xí)算法歸納和匯總，基本完成了系統(tǒng)架構(gòu)的設(shè)計(jì)和客戶端界面的設(shè)計(jì)，同時(shí)也完成了部分視頻數(shù)據(jù)的預(yù)處理工作。下一步的研究計(jì)劃包括：1.優(yōu)化目標(biāo)跟蹤算法，提高目標(biāo)跟蹤的精度和魯棒性。2.完成系統(tǒng)的主要功能模塊的實(shí)現(xiàn)，包括視頻采集、預(yù)處理、目標(biāo)跟蹤、分析處理、結(jié)果輸出等。3.對(duì)實(shí)現(xiàn)的監(jiān)控視頻系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試和驗(yàn)證。4.編寫(xiě)研究報(bào)告，整理論文，準(zhǔn)備答辯。五、結(jié)論本文將采用基于深度學(xué)習(xí)的目標(biāo)跟蹤算法實(shí)現(xiàn)一個(gè)目標(biāo)跟蹤的監(jiān)控視頻系統(tǒng)，該系統(tǒng)將應(yīng)用于公共安全監(jiān)督、管理車(chē)輛運(yùn)行狀態(tài)、提供交通路況信息等領(lǐng)域。本文著重研究深度學(xué)習(xí)算法在目標(biāo)跟