Panzhen فو، شو جينغ، ليو، الاتصالات ل
(قسم الحاسب الآلي، شمال الصين للطاقة الكهربائية جامعة، باودينغ 071003)
أداء تتبع الفقراء لرؤية النشطة القائمة على كاميرا مراقبة PTZ الحالية، وليس مستمرا، في الوقت الحقيقي تتبع الأهداف المتحركة، وتعقب الاهداف منخفضة الدقة وغيرها من العيوب، اقترح طريقة PTZ كاميرا مراقبة على أساس الهدف البصرية خوارزمية تتبع ذات الصلة النووية. أول تصميم الهيكل العام للنظام كاميرا PTZ. البصري الكائن طريقة تتبع الاستخدامات ارتباط التتبع النووية، صنف توقيت دقة عالية تتبع في أعلى تتبع الهدف المستوى. وفقا لنتائج تتبع المعلومات، ومراقبة كاميرات PTZ من خلال بروتوكول PELCO-D، والحفاظ دائما على الهدف في شاشة الفيديو. وتنفيذ C ++ من الخوارزمية KCF PC PTZ كاميرا مراقبة، والتجارب التحقق من دقة، تطبيق والاستقرار لهذا النوع من أسلوب التحكم PTZ.
تتبع الهدف، والسيطرة على PTZ، مرشح الارتباط
CLC: TP391
كود الوثيقة: A
DOI: 10.16157 / j.issn.0258-7998.2017.01.038
شكل الاقتباس الصيني: Panzhen فو، شو جينغ، ليو، وآخرون. أسلوب التحكم PTZ على أساس تتبع الكائن البصرية التكنولوجيا الالكترونية، 2017،43 (1): 145-147.
الإنجليزية شكل الاقتباس: بان Zhenfu، شو جينغ، ليو تشنغ، وآخرون. طريقة للسيطرة على كاميرا PTZ على أساس تتبع الكائن البصرية .Application من تقنيات الالكترونية، 2017،43 (1): 145-147.
0 مقدمة
PTZ (عموم / الميل / تكبير) الكاميرا هي كاميرا CCD، والتكبير عدسة التكبير، رئيس بانورامية والمكونات الأخرى في نظام متكامل يتكون من وحدة الكاميرا. التقليدية PTZ نظام كاميرا مراقبة لتتبع الهدف من مراقبة عن طريق التلاعب الاصطناعي من لوحة المفاتيح أو عصا التحكم، إذا أهداف بعيدة، ودليل عدسة التكبير السيطرة، وبهذه الطريقة الاصطناعية لمعالجة الأخطاء تتبع كبيرة جدا، مما أدى إلى عدم استقرار النظام الكاميرا، وليس مستمر. في السنوات الأخيرة، على أساس PTZ نشط نظام كاميرا للرؤية تطورت، وتشن وآخرون PTZ فوتابا خوارزمية كاميرا مراقبة وكالمان طريقة تصفية خوارزمية تتبع Camshift الهدف على أساس ، ببساطة عن طريق استخدام مطابقة الألوان الرسم البياني كميزة تعقب والضعفاء التغيرات في الإضاءة، والضبابية، انسداد والعوامل الأخرى الناجمة عن تتبع الفشل. PTZ تحكم الهدف طريقة الكشف طريقة الاستهداف وانغ S آخرون في تمويه نموذج خليط يعالج فقط مشكلة عدسة التركيز . وDONG E آخرون، باستثناء تطبيق نموذج خليط الكشف عن وجوه الضبابي، ويشمل أيضا كالمان خوارزمية تتبع مرشح Camshift الهدف للسيطرة على كاميرا PTZ ، في السنوات الأخيرة، مقارنة مع تتبع الهدف المتقدمة، وتتبع خوارزمية متخلفة نسبيا، وأدائها هو عرضة لعوامل كثيرة، بما في ذلك تباين الإضاءة، وانسداد والخلفية مختلطة مثل. يتم عرضها في تتبع الهدف البصرية (كائن مرئي تتبع، VOT) 2014 نتيجة التحدي، هو واحد من أفضل خوارزمية تتبع الهدف على أساس تصنيف المرتبطة مرشح تعقب، ويقدم أداء تتبع متقدمة. HENRIQUES JF الآخرين الذين يستخدمون اتجاه التدرج الرسم البياني (في HOG) حيث اقترح مرشح ارتباط الأساسية (Kernelized الارتباط تصفية، KCF) ومكررة مرشح الارتباط (مزدوجة الارتباط تصفية، DCF) تعقب ، وسرعة العملية يمكن أن تصل إلى 300 ب / ثانية أو أكثر.
ورقة KCF، وسيطرة هدف تتبع خوارزميات لتعقب الاهداف المتحركة، واستخدام الجسيمات هدف إطار تصفية التنبؤ الحركة، وكاميرات PTZ منسقة السيطرة على أساس تتبع نتيجة لاستخدام خوارزمية PID.
1 PTZ كاميرا بنية النظام
نظام PTZ الكاميرا هنا من قبل كاميرات PTZ، بطاقات التقاط الفيديو، وأجهزة الكمبيوتر تشغيل نظام مراقبة PTZ، كما هو مبين في الشكل.
من اقتناء بطاقة الفيديو من صورة الكاميرا مرت يعود تتبع حساب الخوارزمية، تليها RS232 إلى بروتوكول المسلسل تحكم PELCO-D RS485 تدوير كاميرا PTZ لتتبع الهدف في صورة الفيديو. ويحدد بروتوكول PELCO_D الدوران الأفقي، صعودا وهبوطا تناوب، والتكبير، والتكبير وغيرها من المهام.
2 طريقة تتبع الهدف
في KCF تتبع خوارزمية لريدج النووي الانحدار المصنف باعتبارها جوهر، وعينات مما أدى إلى أسلوب التحول دوري، وإنشاء مصفوفة دائرية لتدريب المصنف، ثم لفصل الهدف من المنطقة الخلفية المحيطة بها، وذلك لتحقيق الهدف المتمثل في الكشف السريع والفعال الغرض من التتبع. تم عينات تجعل بمهارة مصفوفة التدريب البيانات التي لديها الخصائص دورة التحويل، يمكن تحويلها diagonalized، يمكن أن تقلل التخزين والحوسبة أوامر من حجم قبل فورييه المنفصل، وهو وثيقة أثار ريدج الانحدار مرشح ارتباط الأساسية هو (Kernelized الارتباط التصفية، KCF)، عدم وجود خطية تعقيد طريقة حساب الآخرين.
2.1 ريدج الانحدار المصنف
الانحدار الخطي ريدج التمايز وظيفة و (ض) = wTz، فإن الغرض من التدريب هو استخدام وزن واي عينة الحادي عشر العثور على أقل يي الهدف الخطأ مربع الانحدار:
حيث هي معلمة تنظيم، ومراقبة overfitting. وثيقة للحصول على الحل الأمثل:
بواسطة الصيغة (4)، ومتغير [ألفا] هو أن يكون الأمثل، بدلا ث.
وتعطى ريدج النووي حل الانحدار من المشكلة عن طريق وثيقة :
2.2 دوري مصفوفة
X التحول عينة تحويل ويمكن الحصول على circulant المصفوفة X، وهذا هو:
يتم إنشاء X المصفوفة التحول دوري ناقلات المحدد تماما عينة العاشر (هنا، الصف الأول). بغض النظر عن ما س متجه لتوليد قيمة، يمكن لجميع المصفوفات circulant تكون منفصلة تحويل فورييه (DFT) مصفوفة diagonalization . وهذا هو:
2.3 التدريب المصنف ذات الصلة النووية
طالما الوثيقة نظرية المقترحة مصفوفة النووية K هي وظيفة نواة لديها بنية دوري، لذلك:
2.4 الكشف السريع عن الهدف
من أجل الكشف عن كائن من الفائدة، وعادة ما يكون و وظيفة الانحدار (ض) لتقييم معلومات الموقع المستهدف من وافر من الصور، لتقدير الموقف الهدف. ويشمل كتلة صورة صورة الهدف وأكبر من حجم الهدف بمثابة نافذة البحث، نافذة البحث من هذه الكتلة التحول دوري شكلت من مختلف صور المرشحين، ومن ثم غرار في شكل مصفوفة هيكل دوري circulant.
KZ من افتراض أن المصفوفة النووية القوالب مطابقة والدخل ذات الصلة النووية نافذة البحث عينة. لأن قالب مطابق X و Z هو اختبار عينة عناصر المصفوفة على أساس هيكل دوري تشريد ناقلات x و تحويل زد، منها، يتم كل عنصر قذ (بي-1Z، PJ-1X) تكوين، وفقا لأدبيات نظرية 1 يمكن التحقق من أن المصفوفة الأساسية هي مصفوفة دوري. وعلى غرار سابقتها، إلا أن أول عنصر صف واحد لتمثيل المصفوفة نواة:
حيث x و Z هي kXZ ارتباط النووي حساب على النحو المحدد سابقا. ويمكن التعبير عن وظيفة الانحدار على النحو التالي:
وأشار إلى أن و (ض) هو كل تحويل التحول يشكل عنصر المصفوفة ردا على ناقلات الناتج ض، من أجل أكثر فعالية المعادلة متر (13)، تم الحصول عليها بعد المعادلة diagonalization:
3 تحليل تجريبي
نظام كامل كاميرا PTZ على QT5 التنفيذ نهاية PC منصة C ++، واستخدام المكتبة مكتبة برمجية مفتوحة للرؤية الحاسوبية.
3.1 تتبع تقييم جودة
في بيئة المختبر، والنتائج هو مبين في الشكل 2، عند المغطي الهدف المتحرك تماما، وتتبع خوارزمية لا تزال مستقرة جدا.
3.2 PTZ اختبار مراقبة الجودة
PC المنفذ التسلسلي RS485 لPTZ الكاميرا بدورها متصلة عبر RS232، بعد بروتوكول التحكم PELCO_D. السيطرة على 3 يظهر النتائج. FIG PTZ كاميرا موقف تحمل شعار المتوسط الأبيض، واضح للتناوب، الصورة في الزاوية اليمنى السفلى من تتبع الكاميرا FIG. وأظهرت النتائج أنه يمكن دائما تتبع الهدف في الصورة.
4 خاتمة
تهدف إلى كاميرا PTZ الرؤية الفعالة للنظام سيئة للرقابة لتتبع الأداء، مما أدى إلى فقدان تتبع وغيرها من القضايا القائمة، اقترحنا طريقة PTZ كاميرا مراقبة على أساس البصرية جهاز تتبع الهدف المتعلقة النووي، ومكتبة تطبيق مكتبة برمجية مفتوحة للرؤية الحاسوبية تنفيذها على منصة QT وC ++ إصدار نظام كاميرا مراقبة PTZ. النتائج التجريبية تثبت الاستقرار ومتانة النظام.
مراجع
فوتابا تشن وانغ شانشى .PTZ تتبع الأهداف المتحركة كاميرا ذكية خوارزمية التحكم علوم الكمبيوتر، 2015 (S2): 135-139.
وانغ S، تيان Y، ومراقبة XU Y.Automatic من كاميرا PTZ بناء على الكشف عن وجوه والتقسيم المشهد مؤتمر .IEEE الدولي على معالجة الإشارات والاتصالات وComputing.IEEE 2015.
DONG E، S يان، TONG J، وآخرون al.Design وتنفيذ متحرك نظام تتبع الكائن المؤتمر الدولي للهندسة الميكاترونكس .IEEE وAutomation.IEEE 2015.
KRISTAN M، PFLUGFELDER R، LEONARDIS A، وآخرون al.The الكائن البصري النتائج التحدي تتبع VOT2014 ملاحظات .Lecture في علوم الحاسب الآلي، 2014: 191-217.
HENRIQUES J F، CASEIRO R، MARTINS P، تتبع آخرون al.High السرعة مع مرشحات ارتباط kernelized المعاملات .IEEE على تحليل نمط وآلة الاستخبارات، 2014،37 (3): 1-1.
ريفكين R، G YEO، POGGIO T.Regularized تصنيف المربعات الصغرى .Nato سلسلة العلوم الفرعية سلسلة III علوم الحاسوب ونظم، 2003،190 (1): 93-104.
MULLER K R، S MIKA، تسودا K.An مقدمة لخوارزميات التعلم القائم على نواة المعاملات .IEEE على الشبكات العصبية، 2001،12 (2): 181-201.
SCH شيا LKOPF B، SMOLA A.Learning مع حبات :؟ آلات ناقلات الدعم، تنظيم، والتحسين، وخارجها .MIT برس، 2002.
ريفكين R، G YEO، POGGIO T.Regularized تصنيف المربعات الصغرى .Acta إلكترونيكا سينيكا، 2003،190 (1): 93-104.
GRAY R M.Toeplitz والمصفوفات circulant: مراجعة .الآن للنشر، 2006.
