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人体运动监测是运动状态分析和运动安全系统的重要内容。它不仅是运动安全的重要保障,也能帮助运动员提高训练技术,因而近几年来在计算机视觉领域中倍受重视。本文研究的是基于计算机视觉的游泳安全监控系统,它不仅能够有效地协助救生员完成保障游泳者安全的任务,同时也节省了大量的人力。
本文首先提出了一套基于视频的泳池内游泳者溺水报警系统。通过一台架设于游泳池之上的摄像机来监测游泳者的运动,对采集到的一系列图像进行处理与分析,提取游泳者的相应特征,进而判断游泳者是否有可能处于溺水状态。系统主要由视频部分和事件推理模块两部分构成,本文主要针对视频模块的游泳者特征识别进行研究。
泳池背景有一定的独特性。泳池像素可能仅有几个特定的类(如水、水波、水线、游泳者),但由于游泳者移动、光的反射等原因,使帧与帧之间像素点色彩值可能变化很大,导致了泳池的非静态特性,因而排除了直接应用现存的目标/运动监测和分割方法的可能性。在监测部分中,我们利用了高斯模型,在HSV空间内对整个游泳池进行模型化。用均值转移算法来鉴别监视区域内的显著类,通过EM算法评估高斯模型的参数,进而构架出游泳池和游泳者的色彩外观模型。从而把游泳者像素从整个背景模型中分割出来,以备将来提取需要的特征(如延展度、移动速度、大小的变化等),进行游泳者的状态判断。
最后,通过采集的几个游泳者序列进行检验,证明了本文提出的算法有较强的实用性。