基于OpenCV的运动人体行为分析研究开题报告

 2021-11-29 21:18:45

1. 研究目的与意义(文献综述)

1.1研究工作的背景及意义

人体行为分析技术指通过分析视频、深度传感器等数据,利用特定的算法,对行人的行为进行识别、分析的技术,是计算机视觉的一个非常热门的研究方向。该技术在视频监控、人机交互、安防监控、运动分析和虚拟现实等多个领域均具有广阔的应用前景。例如随着硬件技术的发展,监控摄像头日益廉价,监控摄像头无处不在。在广场、银行、学校、社区等公共场所,摄像头记录着人类生活的每个角落。尤其是近十几年发生的恐怖事件,如伦敦地铁爆炸案、俄罗斯火车站爆炸案以及波士顿爆炸案,这些重大公共安全事件促使全球各国政府加大设备投入,在公共场所搭建大规模视频监控系统。据2007年英国《每日邮报》报道,约420万个摄像头覆盖/在英国的各个角落,每个英国公民平均每天会出现在300个不同的摄像头录像中。但是传统的视频监控主要是靠人对摄像头捕获的信息进行观测,靠人体肉眼检测视频中的异常行为。研究表明,人眼在注视监控画面20分钟以后,注意力将严重分散,画面中95%以上的视觉信息将被人眼“视而不见”。因此对于当今如此大规模的摄像头网络,人力己无法胜任视频监控这一工作了。所以以计算机视觉技术为基础的智能行为视频监控系统应运而生。通过行为分析技术,计算机可以实时判断公共区域中行人、车辆等感兴趣目标的状态变化,自动识别其中的异常行为,从而实现对威胁公共安全的行为进行预警和主动防御。

随着5g时代的来临以及物联网技术的成熟,人类的生活越来越智能化,人体行为分析技术的作用也在生活智能化的过程中发挥着不可代替的作用。总之人体行为分析技术在推动经济发展、社会繁荣、科技进步都有不可估量的价值,因此对于人体行为分析技术的研究是非常有意义的。

1.2国内外研究现状

国外对于人体行为分析最早期的研究,是由一位心理学家johansson于1973进行第一次试验。在实验中,他把一个受试者放置在黑暗环境之中,并在其主要关节点上附着可见光亮点,人体运动目标执行不同动作时,可以体现不同的运动变化模式,运动变化趋势可见。实验结果表明:通过分析可见光亮点序列,便可以识别出跑、走等这些人体行为基本动作类。紧接着上世纪80年代jain和nagel对累积帧差法进行了研究,horn和schunck在1981年利用光流这一特征进行目标分割与检测,其后lucas和kanade, szeliski和couglan也对光流法产生了浓厚的兴趣,并提出了一些改进的算法。背景减法伴随着wren的一篇关于实时跟踪人们活动的著作,即单高斯模型,也在1997年后受到学者关注。随后产生了经典的混合高斯模型yob,采用高斯函数进行建模,这样可以得到实时的背景模型,使得背景减法进行目标检测更为精确。shahbaz k. f.利用运动目标的颜色与形状特性进行运动目标检测,降低了时间复杂度,取得了较好的检测效果。

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2. 研究的基本内容与方案

本文主要是基于opencv对运动中人体行为的分析研究,实现对运动人体的识别并检测运动人体的位置距离信息,还有完成人体简单的行为识别并分类比如运动人体跌倒、跑步和徘徊等行为的检测。本文研究的主要内容和方法如下:

  1. 首先利用二值化模板背景模板法进行背景建模,得到背景模板。

  2. 再利用背景减法识别运动目标并提取,然后在运动目标位置跟踪中,采用基于区域面积和直方图匹配的方法。

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    3. 研究计划与安排

    第1周:撰写并完成开题报告,无错字、别字,格式规范。第2周:修改、完善开题报告,进行开题答辩,主要对研究意义(1-3句话)、目标(1-3句话)、内容(1-3句话)、技术路线,重点就技术路线中人体识别、人体测距和行为识别进行讲解。第3周:撰写毕业设计论文目录,需要获得指导老师认可提交。第4周:进一步细化技术方案内容,并进行市场调研,搜索并理解相应。第4-7周:根据理论,采用OpenCV等仿真软件搭建模块进行仿真。第8-10周:仿真结果优劣进行具体分析,提出改进思路和办法,针对研究目标、内容进一步细化课设内容。第11-14周:根据论文目录撰写正文,内容层次清楚,格式规范。第15周:修改、完善论文。第16周:打印论文,准备答辩。

    4. 参考文献(12篇以上)

    [1]余启明. 基于背景减法和帧差法的运动目标检测算法研究[d].江西理工大学,2013.[2]董坤. 视频监控中运动人体检测与异常行为分析研究[d].南京邮电大学,2013.[3]郭萍. 基于视频的人体行为分析[d].北京交通大学,2012.[4]袁国武. 智能视频监控中的运动目标检测和跟踪算法研究[d].云南大学,2012.[5]尹俊超,刘直芳.基于opencv的运动目标检测与跟踪[j].计算机工程与设计,2011,32(08):2817-2820.

    [6]王素玉,沈兰荪.智能视觉监控技术研究进展[j].中国图象图形学报,2007(09):1505-1514.

    [7]单言虎,张彰,黄凯奇.人的视觉行为识别研究回顾、现状及展望[j].计算机研究与发展,2016,53(01):93-112.

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