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毕业设计-视觉跟踪技术研究，共39页，17411字，附外文翻译、答辩PPT
摘 要
视觉跟踪是通过对图像序列中的运动目标进行检测、 提取、表达和识别，首先获得关于运动目标的位置、速度、加速度及其运动轨迹等运动参数，再通过进一步处理与分析，实现对运动目标的行为理解，以最终完成更高一级的任务如对目标实施跟踪等。可见， 视觉跟踪技术是一项融合图像处理、模式识别、人工智能、自动控制等多个领域的高技术课题。
本文主要研究了视频图像序列中的跟踪技术及其实现。首先给出了视觉跟踪算法的相关知识及其分类，然后详细介绍了本文中采用的跟踪算法以及在实例中的应用，最后给出了设计和实验结果。本文的重点在于算法的设计，整个视觉跟踪算法是通过建立目标检测和目标跟踪两个不同的模块来进行实现的。跟踪模块主要研究了图像分割算法，并采用颜色检测算法进行被跟踪目标的定位；在跟踪目标检测成功的基础上，目标跟踪模块通过一阶差分运动估计，确定最大的搜索区域，在此区域使用直方图穷举算法来实现目标的跟踪。实验结果表明该系统能够对通过计算机图像序列中的目标进行准确的检测与跟踪，具有良好的性能和一定实际应用价值，可以被应用在视频监控系统中。
关键词:目标检测,目标跟踪,计算机视觉

Abstract
Visual tracking is based on the moving object in image sequence detection, extraction, expression and recognition,and first,get on moving targets such as position, velocity, acceleration and its trajectory motion parameters,and then through further processing and analysis, in understanding the behavior of moving target, to a higher level tasks such as final for target tracking, etc.
In this thesis,the technologies of tracking in video sequences are studied and realized.First,the background knowledge and classifications of tracking are given.Then,the tracking arithmetics used in this thesis are introduced in detail. Finally the design and experimental results are presented . The key point of this thesis lies in the algorithm designnig. The algorithm is divided into two modules,the first one is the targets detection and the second one is the targets tracking. The targets detection module mainly studies the segmentation algorithm, and uses this algorithm to localize the targets region ;After the targets is detected successfully,the targets tracking module estimates the next possition of targets through one order difference estimation, determines the largest search region and searches the targets in this region using histogram exhaustion algorithm.The experimental results demonstrate that this system can detect and track targets in video sequences from a camera precisely,and it has good performance and certain practical value which can be used in video monitoring system.
Keywords:targets detection,targets tracking,compute vision

目 录
第一章 绪论 1
1.1 引言 1
1.2 视觉跟踪技术的研究意义 1
1.3 涉及的学科和理论 2
1.4 本文工作及内容安排 3
1.4.1 本文的主要工作 3
1.4.2 论文各章内容安排 3
第二章 视觉跟踪算法分析 4
2.1 目标跟踪算法基础 4
2.2 目标跟踪中的难点 5
2.3 目标检测的基本概念和主要技术方法 5
2.3.1 目标检测的基本概念 5
2.3.2 目标检测的主要技术 6
2.3.3 基于知识的方法 6
2.3.4 特征不变的方法 7
2.3.5 模板匹配的方法 7
2.3.6 基于外观的方法 7
2.4 目标跟踪的基本概念及主要技术 8
2.4.1 目标跟踪的基本概念 8
2.4.2 目标跟踪主要方法 9
2.5 OpenCV介绍 10
2.5.1 OpenCV 的特点 10
2.5.2 OpenCV 的函数体系 11
2.5.3 OpenCV在VC++6.0的一些重要配置 11
第三章 视觉跟踪系统实现 15
3.1 目标检测和跟踪系统的设计目标 15
3.2 系统的基本软件、硬件 15
3.3 目标检测和跟踪系统的整体框架 15
3.4 关键技术方案和模块设计 17
3.4.1 视频图像捕获模块 17
3.4.2 人脸检测模块 18
3.4.3 人脸跟踪模块 26
第四章 总结和展望 32
4.1 本文工作总结 32
4.2 未来工作展望 32
参考文献 34
致谢 35
毕业设计小结 36

本文的主要工作
本文通过阅读一定文献，对常用视觉跟踪方法进行研究的基础上，利用VC++6.0平台，首先通过摄像头捕获实时视频数据，然后利用建立模型检测到跟踪目标的位置，接着利用该位置初始化目标跟踪算法的跟踪窗口，最后利用有效的目标跟踪算法实现对目标的跟踪。目标跟踪的算法是采用在预测区域进行彩色直方图穷举，得到最匹配的目标，即跟踪成功。
论文各章内容安排
全文共分为4章，各章内容安排如下:
第1章 绪论，介绍了视觉跟踪问题的提出以及研究背景。说明了视觉跟踪研究的内容，涉及的学科以及应用领域。最后给出了本文的主要工作及论文各章的内容安排。
第2章 说明了基本跟踪方法以及跟踪难点，并详细介绍了当前目标检测和跟踪的主要方法和研究方向，分析了各种方法的优缺点及其适用性。
第3章 就目标检测和跟踪系统的设计目标将该系统分为三部分：视频图像捕获模块、目标检测模块、目标跟踪模块，并对各模块进行了详细的介绍和分析。
第4章 对本文的工作进行了总结，介绍了文章中存在可改进的地方，并对下一步的工作做了展望。