在中國(guó)安防產(chǎn)業(yè)中視頻監(jiān)控作為最重要的信息獲取手段之一，能對(duì)目標(biāo)有效的提取是重要而基礎(chǔ)的問題，因此本文在此背景下，圍繞對(duì)監(jiān)控視頻的前景目標(biāo)有效的提取問題，研究了關(guān)于1）靜態(tài)背景、動(dòng)態(tài)背景的前景目標(biāo)提取，能在背景復(fù)雜化的條件下，將運(yùn)動(dòng)的目標(biāo)；2）帶抖動(dòng)視頻；3）靜態(tài)背景下多攝像頭對(duì)多目標(biāo)提取；4）出現(xiàn)異常事件視頻的判斷等問題。給出了在不同情況下的前景目標(biāo)提取方案。問題一是針對(duì)靜態(tài)背景且攝像頭穩(wěn)定的情況下，如何對(duì)前景目標(biāo)提取的問題。在題目要求的基礎(chǔ)上，通過對(duì)附件2中幾組視頻的分析，我們發(fā)現(xiàn)所有前景目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)短暫且光線明暗變化不明顯。由于傳統(tǒng)的Vibe算法能抑制鬼影但是運(yùn)行效果不理想，因此采用建立在幀差法上改進(jìn)的Vibe算法模型求解問題。并和傳統(tǒng)的Vibe算法做對(duì)比，結(jié)果顯示改進(jìn)的Vibe算法明顯優(yōu)于傳統(tǒng)的算法。而且對(duì)我們的算法模型做了效果評(píng)價(jià)。詳細(xì)數(shù)據(jù)參考正文與附錄。 問題二是在背景為動(dòng)態(tài)（如有水波的產(chǎn)生）的情況下，對(duì)前景目標(biāo)的提取問題。在此問題中，由于動(dòng)態(tài)背景存在使得提取出的圖像幀具有大量的干擾噪聲，對(duì)前景目標(biāo)的識(shí)別和提取造成干擾，因此我們提出一種基于全局外觀一致型的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)法。在用Vibe算法對(duì)場(chǎng)景預(yù)檢測(cè)的基礎(chǔ)上，建立混合高斯模型分別對(duì)前景和背景進(jìn)行全局外觀建模，將運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)出來，再引入超像素去噪，進(jìn)一步優(yōu)化結(jié)果。詳細(xì)結(jié)果參考正文與附錄。 問題三是在問題一、二基礎(chǔ)上的進(jìn)一步深化。問題一及問題二是建立在攝像機(jī)自身穩(wěn)定的基礎(chǔ)上，而問題三則是在攝像機(jī)抖動(dòng)的情況下。由于攝像機(jī)抖動(dòng)一般具有旋轉(zhuǎn)和平移，因此我們建立了坐標(biāo)變換模型，以仿射變換作為模型基礎(chǔ)，結(jié)合改進(jìn)的高精度魯棒的RANSAC算法提取前景目標(biāo)，并對(duì)比灰度投影法，比較兩種模型效果。具體效果見正文與附錄。 問題四是對(duì)前三個(gè)問題的綜合應(yīng)用。運(yùn)用基于混合高斯模型背景建模Vibe算法，對(duì)前景目標(biāo)進(jìn)行提取；選出具有顯著前景目標(biāo)的參考幀，計(jì)算參考幀中顯著前景目標(biāo)所占的面積，并將此面積設(shè)定為閾值T，遍歷所有的視頻幀，計(jì)算其前景目標(biāo)所占的面積，通過相減對(duì)比，判定顯著前景目標(biāo)。若判定為顯著前景目標(biāo)則輸出其所在視頻幀中的幀號(hào)，并將顯著前景出現(xiàn)的總幀數(shù)增加1。 問題五是針對(duì)多攝像頭多目標(biāo)的協(xié)同跟蹤問題。在問題二的混合高斯模型基礎(chǔ)上我們建立了動(dòng)態(tài)背景提取法，對(duì)不斷變化的背景進(jìn)行實(shí)時(shí)更新。再利用單應(yīng)性約束法對(duì)多目標(biāo)發(fā)生重疊現(xiàn)象進(jìn)行投影將重疊目標(biāo)區(qū)分開來，對(duì)目標(biāo)進(jìn)行定位。由于目標(biāo)的不斷運(yùn)動(dòng)，我們采用粒子濾波法對(duì)前景目標(biāo)進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤，通過多攝像頭的協(xié)同通信完成對(duì)多前景目標(biāo)的檢測(cè)。 問題六是針對(duì)監(jiān)控視頻中前景目標(biāo)出現(xiàn)異常情況時(shí)判斷是否有異常事件的問題。在基于稀疏表示的模型上，引入混合高斯模型用于學(xué)習(xí)不同類型的運(yùn)動(dòng)特征規(guī)律，然后通過各個(gè)單高斯模型中的均值建立一個(gè)相似矩陣作為字典。以測(cè)試階段生成的核矢量為基礎(chǔ)，用該局部特征的核矢量計(jì)算基于稀疏表示的重構(gòu)誤差，并將其與已設(shè)定的閾值進(jìn)行比較，如果重構(gòu)誤差大于閾值，則判為異常。