基于图像处理运动物体识别

　　

　　这里有必要先说清楚一下USB2.0规范的由来。USB2.0技术规范是有由Compaq、HewlettPackard、Intel、Lucent、Microsoft、NEC、Philips共同制定、发布的，规范把外设数据传输速度提高到了480Mbps，是USB1.1设备的40倍！但按照原定计划新的USB2.0标准只是准备把这个标准定在240Mbps，后来，经过努力将它提高到了480Mbps。

　　由于当时制订的标准有了变化，USB规范就产生了三种速度选择：480Mbps、12Mbps、1.5Mbps。而2003年6月份，当USB2.0标准开始逐渐深入人心之后，USB协会重新命名了USB的规格和标准，也许当时USB协会的举措只是为了更好的统一标准而不至于混乱，但也许USB协会没想到这个标准给闪存盘和MP3市场造成一个混乱的局面。

　　重新命名了USB标准将原先的USB1.1改成了USB2.0FullSpeed（全速版），同时将原有的USB2.0改成了USB2.0High-Speed（高速版），并同时公布了新的标识。不言而喻，高速版的USB2.0速度当然超过全速版的USB2.0。

　　用户的需求，是促进科技发展的动力，厂商也同样认识到了这个瓶颈。这时，COMPAQ、HewlettPackard、Intel、Lucent、Microsoft、NEC和PHILIPS这7家厂商联合制定了USB2.0接口标准。USB2.0将设备之间的数据传输速度增加到了480Mbps，比USB1.1标准快四十倍左右，速度的提高对于用户的最大好处就是意味着用户可以使用到更高效的外部设备，而且具有多种速度的周边设备都可以被连接到USB2.0的线路上，而且无需担心数据传输时发生瓶颈效应。

　　所以，如果你用USB2.0的扫描仪，就完全不同了，扫一张40M的图片只需半秒钟左右的时间，一眨眼就过去了，效率大大提高。

　　不言而喻，市面上不少闪存盘和MP3采用的USB2.0，其实就是原来USB1.1的，被USB协会命名为FullSpeed的USB2.0版本。速度上只有12Mbps，与高速版的480Mbps有很大的差距。

　　而且，USB2.0可以使用原来USB定义中同样规格的电缆，接头的规格也完全相同，在高速的前提下一样保持了USB1.1的优秀特色，并且，USB2.0的设备不会和USB1.X设备在共同使用的时候发生任何冲突。

　　1.1.1USB2.0物理结构概述

　　USB采用四线电缆，其中两根是用来传送数据的串行通道，另两根为下游(Downstream)设备提供电源，对于任何已经成功连接且相互识别的外设，将以双方设备均能够支持的最高速率传输数据。USB总线会根据外设情况在所兼容的传输模式中自动地由高速向低速动态转换且匹配锁定在合适的速率。USB是基于令牌的总线。类似于令牌环网络或FDDI基于令牌的总线。USB主控制器广播令牌，总线上设备检测令牌中的地址是否与自身相符，通过接收或发送数据给主机来响应。USB通过支持悬挂/恢复操作来管理USB总线电源。USB系统采用级联星型拓扑，该拓扑由三个基本部分组成:主机(Host)，集线器(Hub)和功能设备。

　　主机，也称为根，根结或根Hub，它做在主板上或作为适配卡安装在计算机上，主机包含有主控制器和根集线器(RootHub)，控制着USB总线上的数据和控制信息的流动，每个USB系统只能有一个根集线器，它连接在主控制器上，一台计算机可能有多个根集线器。

　　集线器是USB结构中的特定成分，它提供叫做端口(Port)的点将设备连接到USB总线上，同时检测连接在总线上的设备，并为这些设备提供电源管理，负责总线的故障检测和恢复。集线可为总线提供能源，亦可为自身提供能源(从外部得到电源)。

　　功能设备通过端口与总线连接。USB同时可做Hub使用。

　　1.1.2USB2.0系统的构成

　　USB系统主要由主控制器(HostController)、USB、Hub和USB外设(Perip-heralsNode)组成系统拓扑结构。它的硬件组成：一个实用的USB数据采集系统包括A/D转换器、微控制第二章视频捕捉相关技术概述4器以及USB通信接口。为了扩展其用途，还可以加上多路模拟开关和数字I/O端口。系统的A/D、数字I/O的设计可沿用传统的设计方法，根据采集的精度、速率、通道数等诸元素选择合适的芯片，设计时应充分注意抗干扰的性能，尤其对A/D采集更是如此。在微控制器和USB接口的选择上有两种方式，一种是采用普通单片机加上专用的USB通信芯片。另一种方案是采用具备USB通信功能的单片机。

　　1.1.3USB2.0的主要优点

　　可以热插拔这就让用户在使用外接设备时，不需要重复“关机将并口或串口电缆接上再开机USB2.0USB2.0”这样的动作，而是直接在电脑工作时，就可以将USB电缆插上使用。携带方便USB设备大多以“小、轻、薄”见长。标准统一大家常见的是IDE接口的硬盘，串口的鼠标键盘，并口的打印机扫描仪，可是有了USB之后，这些应用外设统统可以用同样的标准与个人电脑连接，这时就有了USB硬盘、USB鼠标、USB打印机等等。可以连接多个设备USB在个人电脑上往往具有多个接口，可以同时连接几个设备，如果接上一个有四个端口的USBHUB时，就可以再连上四个USB设备。以此类推，尽可能的连下去。

　　1.2.1VFW简介

　　视频窗口最初于1992年11月。这是作为一个反应苹果电脑的QuickTime技术，以增加数字视频Macintosh平台耗资约200美元，[1]产品包括编辑和编码用于视频输入板程序。一个运行时版本只观看视频也可以作为一个免费的插件Windows3.1和Windows3.11；然后成为一个不可或缺的组成部分Windows95后来。

　　如QuickTime，视频窗口有三个关键方面：音视频交替（AVI），容器文件格式用于存储数字视频；一个应用编程接口（API），允许软件开发人员玩或操纵数字视频在他们自己的应用程序；一套播放和编辑数字视频软件。VFW软件套件包括：

　　、媒体播放器、Vidcap、videdit、bitedit、paledit、waveedit原来的版本有一些局限性，包括一个240像素、30帧每秒的最大帧率320像素的最高分辨率。

　　获视频方面具有一定的优势，它能直接访问视频缓冲区，不需要生成中间文件，实时性很强，效率很高。同时，它也可将数字视频捕获到文件。

　　使用AVICap窗口类可以轻易将视频捕捉和应用程序相结合。AVICap给应用程序提供了一个非常简单的、基于消息的从硬件访问视频

　　和声音的接口，使应用程序可以控制视频从捕获到存盘的过程。

　　AVICap支持实时的视频流捕捉和单帧捕捉。该类提供了对MCI视频源的完全控制，这样，开发人员就可以任意确定视频捕捉的起点和终点，并且有可能对其中的一个点即单帧进行访问。用AVICap窗口类创建的窗口可以完成以下工作[6]。

　　（1）将一视频流和音频流捕获到一个AVI文件中。

　　（2）动态的和视频或声音输入设备进行连接和断开连接。

　　（3）使用叠加或者预览方法对输入信号进行实时显示。

　　（4）设定捕捉频率。

　　（5）显示控制视频源、视频格式和视频压缩的对话框。

　　（6）装载、创建或保存调色板。

　　（7）将图片或调色板复制到剪贴板上。

　　（8）单独捕捉一副图像并且保存为一张与设备无关的图片文件（DIB）。

　　1.2.2VFW体系结构

　　VFW以消息驱动方式对视频设备进行存取，可以很方便地控制设备数据流的工作过程。它主要包括多个动态连接库，通过这些组件间的协调合作，来完成视频的捕获、视频压缩及播放功能。VFW体系结构如图1.1所示，VFW主要由以下6个模块组成[7]：

　　（1）AVICAP.DLL：包含了执行视频捕获的函数，它给AVI文件I/O和视频，音频设备驱动程序提供了一个高级接口。

　　（2）MSVIDEO.DLL:用一套特殊的DrawDib函数来处理屏幕上的视频操作。

　　（3）MCIAVI.DRV：此驱动程序包括对VFW的MCIA命令的解释器。

　　（4）AVIFILE.DLL：支持由标准多媒体I/O（MMIO）函数提供的更高的命令来访问.AVI文件。

　　（5）压缩管理器（ICM）:管理用于食品压缩-解压缩的编解码器（CODEC）。

　　（6）音频压缩管理器ACM：提高与ICM相似的服务，不同的是它适于波形音频。

　　图1.1VFW体系结构图

　　1.2.3AVICap窗口类常用的数据结构及窗口类

　　AVICap为应用程序提供了一个简单的、基于消息的接口,使之能够访问视频和波形音频硬件,并能够在视频流捕获到硬盘上的过程中进行控制。这些接口函数，是高级的，经过了优化的，我们利用它们来创建自己的应用程序具有较大的灵活性。下面是视频捕捉以及处理过程中涉及到的几个很重要的结构:

　　(1)CAPSTATUS：此结构定义了捕获窗口的当前状态，如:以象素为单位表示图像的高、宽、预览和重叠方式的标志量,尺寸缩放的标志量等。

　　(2)CAPDRIVERCAPS：此结构定义了捕获驱动器的能力，如有无视频叠加能力，以及能否通过用户直接操作捕获窗口而查看视频源、视频格式、视频源、视频显示。(3)CAPTUREPARMS：包含控制视频流捕获过程的参数，如捕获帧频，指定键盘或鼠标键以终止捕获，捕获时间限制等;以上3个结构都专门有对应的函数来设置和获得相应结构所包含的相应信息。(4)VIDEOHDR：定义视频数据块的头信息。在编写回调函数时常用到

　　其数据成员lpData(指向数据缓存的指针)和dwBufferLength(数据缓存的大小)

　　其数据成员lpData(指向数据缓存的指针)和dwBufferLength(数据缓存的大小)。VFW中视频捕捉编程常用的一些VFW函数和宏如下表1所示：

　　表1视频捕捉常用的VFW函数和宏VFW函数和宏功能描述消息

　　通过使用AVICap窗口类函数，可以在应用系统中方便的集成视频采集功能。它为应用程序提供了一个基于消息的简单的接口，从而使之能够访问视频采集硬件，并能控制将所捕捉的视频流写到磁盘的过程。用AVICAP窗口类函数创建的窗口(通过CapCreateCaptureWindow函数创建)被称为捕获窗，该窗口的客户区用来显示采集卡传入计算机的实时视频图像，其窗口风格一般为WS_CHILD和WS_VISIBLE。在视频采集之前需要创建一个捕获窗，所有的视频操作及其设置都以它为基础。AVICap在显示视频图像时提供了以下两种模式：（1）预览(Preview)模式:该模式把数字化的帧从捕捉硬件传到系统内存，显示要占系统资源，视频由系统调用GDI函数在捕获窗中显示，Preview模式的显示速度慢，该模式的视频格式为RGB格式。

　　(2)叠加（overlay）该模式下将捕捉缓冲区的内容直接在监视器上显示，而不占用CPU资源。视频卡将VGA的输出信号与其自身的输出信号叠加合并，所得的组合信号显示在计算机的监视器上。这种方式的视频显示比预览方式有更好的连贯性。所捕获的视频数据的显示不需要占系统资源，显示速度快，同时不影响系统的其它任务。但是如果应用程序要对捕获的图像在显示之前进行加工，则最好在预览模式下进行，先把图像数据送到系统内存，根据需要对图像进行处理后再把图像显示出来。该模式为部分采集设备所具有的能力，因此在视频采集程序中要先加以判断，以选择最佳的显示模式。

　　1.2.4VFW视频捕获模块AVICap

　　VisualC++在支持VFW方面提供有vfw32.lib、msacm32.lib、winmm.lib等类似的库。特别是它提供了功能强大、简单易行、类似于MCIWnd的窗口类AVICap。AVICap为应用程序提供了一个简单的、基于消息的接口，使之能访问视频和波形音频硬件，并能在将视频流捕获到硬盘上的过程中进行控制[2]。

　　AVICap支持实时的视频流捕获和单帧捕获并提供对视频源的控制。虽然MCI也提供数字视频服务，比如它为显示.AVI文件的视频提高了avivideo命令集，为了视频叠加提供了overlay命令集，但这些命令主要是基于文件的操作，它不能满足实时地直接从视频缓存中取数据的要求，对于使用没有视频叠加能力的捕获卡的PC机来说，用MCI提供的命令集市无法捕获视频流的。

　　1.2.5利用VFW技术实现视频捕捉的工作流程

　　实时视频捕获过程

　　在我们实现的基于IP组播的视频会议系统中,实时视频捕获部分实现流程如图1。

　　图1实时视频捕获部分实现流程

　　首先必须用AVICap窗口类创建一个与视频硬件相连的捕获窗,所有的视频捕获操作及其它设置都是以它为基础的。

　　HWNDm-hWndCap;//捕获窗的句柄

　　CAPTUREPARMSm-CapParms;//包含控制视频流捕获过程的参数的数据结构CAPDRIVERCAPSm-CapDriverCaps;//定义视频捕获设备的能力的数据结构CAPSTATUSm-CapStatus;//定义捕获窗的当前状态的数据结构

　　第二步,设置必要的系统回调函数,如出错处理、流捕获或帧捕获等回调函数,它们的注册是通过相应的宏完成的。

　　//当捕获过程发生错误时调用

　　LRESULTCALLBACKCCapture::ErrorCallbackProc(HWNDhWnd,intnErrID,LPTSTRlpErrorText)

　　//当缓存区数据满时调用

　　LRESULTCALLBACKCCapture::VideoCallbackProc(HWNDhWnd,LPVIDEOHDRlpVHdr)

　　第三步,参数设置完成之后,视频数据的采集是整个应用的关键,根据应用的不同可以将视频帧采集到的文件或采集的缓存直接加以处理。在本系统应用中,需要实时处理采集下来的帧数据,因此我们采用了将视频数据采集到缓存的方式。实现视频帧到缓存的捕获需要应用回调函数和相应的数据块结构VIDEOHDR。回调函数可以使用CapSetCallback0nVideoStream来注册。回调函数CapSetCallback0nVideoStream主要是输入一个callback函数的地址指针,使Windows在缓冲区满时呼叫这一个函数,并将缓冲区中的数据作为函数的输入参数。本系统是基于IP公众网的,公众网带宽并不能总是满足实时多媒体数据的传输带宽要求,当带宽不足时,考虑牺牲视频信号的质量以保证音频信号质量是合理的。我们就在这个函数中根据反映网络状况的参数控制copy到压缩缓冲区的视频的帧速,达到根据网络状况自动调整发送帧速的目的。

　　BOOLCCapture::CapCreate(HWNDhWnd){

　　//创建视频捕获窗

　　m-hWndCap=capCreateCaptureWindow((LPCTSTR)TEXT("本地图像"),

　　WS-EX-MDICHILD|WS-VISIBLE,0,0,384,284,0,(int)0);

　　//注册回调函数

　　capSetCallbackOnError(m-hWndCap,&ErrorCallbackProc);capSetCallbackOnStatus(m-hWndCap,&StatusCallbackProc);capSetCallbackOnVideoStream(m-hWndCap,&VideoCallbackProc);

　　//建立与视频捕获设备的连接

　　capDriverConnect(m-hWndCap,wIndex);

　　break;returnTRUE;}

　　我们设置了一个反映网络状况的发送进度参量g-progress

　　并根据每100帧视频数据中接收失败的帧数是否大于总数的一半来动态调整这个参量

　　if((ReceiverNum-FailerNum)>FailerNum){

　　++g-progress;

　　//g-progress初始化值为4

　　if(g-progress>4)g-progress=4;

　　}else{–g-progress;

　　if(g-progress<1)g-progress=1;

　　}

　　在由CapSetCallback0nVideoStream注册的回调函数VideoCallbackProc中,我们根据g-progress的值用如下的方法自动调整发送到压缩缓冲区的帧速。

　　根据发送进度参量调整发送到压缩缓冲区的帧速,缺省帧速为15帧/秒staticintTotalFrame1=1;//每秒1帧计数器

　　staticintTotalFrame2=1;//每秒5帧计数器

　　staticintTotalFrame3=1;//每秒10帧计数器

　　intprogress=g-progress;

　　if(progress==4)//每秒15帧的处理方法

　　{

　　memcpy(m-lpVideoData,lpVHdr->lpData,lpVHdr->dwBytesUsed);g-pCompress->CompAndSend(m-lpVideoData);return(LRESULT)TRUE;}if(progress==3)//每秒10帧的处理方法{

　　if(TotalFrame3==3)

　　{TotalFrame3=1;return(LRESULT)TRUE;}memcpy(m-lpVideoData,lpVHdr->lpData,lpVHdr->dwBytesUsed);g-pCompress->CompAndSend(m-lpVideoData);++TotalFrame3;return(LRESULT)TRUE;}if(progress==2)

　　//每秒5帧的处理方法{241计算机应用2003年

　　if(TotalFrame2>1)

　　{

　　++TotalFrame2;

　　if(TotalFrame2==4)TotalFrame2=1;

　　return(LRESULT)TRUE;

　　}memcpy(m-lpVideoData,lpVHdr->lpData,lpVHdr->dwBytesUsed);

　　g-pCompress->CompAndSend(m-lpVideoData);++TotalFrame2;return(LRESULT)TRUE;}if(progress==1)//每秒1帧的处理方法

　　{if(TotalFrame1>1)

　　{++TotalFrame1;

　　if(TotalFrame1==15)TotalFrame1=1;

　　return(LRESULT)TRUE;}memcpy(m-lpVideoData,lpVHdr->lpData,lpVHdr->dwBytesUsed);g-pCompress->CompAndSend(m-lpVideoData);

　　++TotalFrame1;return(LRESULT)TRUE;}

　　第四步,激活捕捉。capCaptureSequenceNofile(m-hWndCap);

　　最后,关闭视频捕获窗。

　　capDriverDisconnect(m-hWndCap);//取消连接

　　DestroyWindow(m-hWndCap);//关闭窗口

　　4实时视频数据的压缩与解压缩本系统通过VFW调用Intel公司的RT21CODEC软件进行压缩、解压缩,它符合H.263图像编码标准。我们通过ICM打开已安装的压缩解压器RT21CODEC进行处理。COMPVARSm-compvars;//COMPVARS数据结构记录了所有和压缩器相关的参数m-compvars.hic=ICOpen(ICTYPE-VIDEO,825381970,ICMODE-COMPRESS);//825381970是RT21CODEC的专用句柄ID

　　1.2.6VFW技术实现视频捕获的优缺点

　　通过分析VFW的模块AVICap窗口实现视频捕获的过程，我们知道，AVICap窗口类封装了有关视频捕获的底层API函数，才使得编程人员在编写的应用程序中实现了视频捕获功能。它提供一个简便的、基于消息的接口，程序通过它可以完成由视频捕获硬件获取数据，并按照需要的格式进行存储或进行其它处理。VFW的优势在于简单直观，能够比较快捷地运用回调函数、宏等函数完成实时的视频捕获和单帧捕获并提供对视频源的控制。AVICap类能直接访问视频缓冲区，而不需要生成中间文件，实时性很强，效率较高。同时，VFW也存在着一些缺点。首先，其结构化的编程模式已经落后于当前面向对象的程序设计思想，在整体上破坏了软件的体系结构。它支持的数据格式有限，只能存储、处理AVI的文件。另外，由于自1992年以来VFW技术的总体结构没有太大变化，采用VFW技术的捕获系统存在通用性差、维护困难、系统可扩展性差、不能很好地支持PCI总线、总线控制器等新的硬件技术等问题。在网络视频会议等领域迅速发展的今天，VFW架构自身固有的设计缺陷逐步显露出来，缺少对视频会议、电视观赏、视频捕捉以及处理附加数据流如垂直消隐间隔(VBI，VerticalBlankingInterval)等的关键功能支持

　　与静止图像相比，运动图像的基本特征是灰度的变化。具体而言，在拍摄了一个场景的图像序列中，邻接的2帧的图像之间的至少部分因原始灰度而变化，该图像序列被称为动态图像序列。灰度变化的原因有很多，主要有以下几个[5]:

　　(1)景物本身变化:物体是变形(扩大或缩小)或运动(回转，平行);

　　(2)摄像机与景色相对移动、摄像机的平整、旋转而改变了图像内容。

　　(3)照度变化:照射场景的光源变化，从而改变物体的亮度。

　　(4)上述的一些情况的组合;如上所述，图像的灰度变化的原因各种各样，并且本论文主要集中在物体与照相机之间形成相对运动的视频中。这种运动图像在背景上是静止的，物体是运动。另一个背景是变化，物体是运动。我们主要的研究是背景静止，即物体通过照相机的范围，即物体的运动来改变图像的灰度。我们通常直观地表现运动和变化，因此，运动分析的讨论从观察序列中的两个帧图像的差异开始。对于大场面的远景图像，直观地看不出那个差距。但是，在2帧的图像减少后的差分图像中，其差是显而易见的。可以清楚地知道物体的运动在图像上发生了变化。因此，在质上描述图像后，有助于理解运动部分是动态的。根据对运动图像的观察，下一项结论:运动可能会带来灰度时的变化。但是，不能相反的是，灰度时的变化不一定是运动。照度和环境光反射的变化，变化到相同的灰度级。在这里研究是根据运动而产生的灰度的变化。

　　数字图像处理是在1960年代以后随着计算机技术和vlsl(verylargescalegrated)的发展，在发展和不断成熟的一个新兴技术领域中，与关注人类视觉机制的历史相比，相对来说是年轻的学科。但是，在这短短的历史中，几乎被广泛应用于所有图像的领域，在理论上和实际应用中也取得了很大的成果，引起了各方面人们的广泛重视。若干因素表示数字图像处理领域的持续发展的趋势。主要原因是图像处理所必需的计算机设备的降价，处理器和大容量存储器1年便宜一年。第二因素是图像数字化和图像显示设备正在普及。许多预兆表示计算机设备的价格继续下降。体育对象的检测技术是照相机取得的动态シーケンス图像的分析一般庞大,但现有的算法是一般的处理器上实现速度明显不足的处理,实际上非常有差距,实用化是相当的距离。如果采用专用芯片组，就可以得到即时保证，但是系统的灵活性会大幅下降，对今后的功能上升将不利。近年来,一些可视化的监测系统,可以满足人们“点”的要求多,但该监控系统集中在基于PC机的图像显示器、监控人员的要求,通过不断地监视屏幕视频信息,人为的理解和判断,才能得到相应的结论,提出相应的决策。监视者们长时间注视着很多电视显示器，是非常重大的任务，特别是在几个监控领域存在的情况下，监视人员根本无法完全监视。更广泛的中、小型企业、办公室、家庭用户来说,更小、安装,操作简单,可靠性高,价格便宜自动化、智能化的数码图像监控产品,基于嵌入式智能监测系统为基础的。那个研究有很大的意义。

　　根据动态图像的目标检测，科学技术的研究和工程应用程序中检测出了广泛应用的应用目标。例如:

　　(1)在军事上，利用用于空中监视的多功能跟踪器、红外线图像的目标检测、导弹的运动检测等。

　　(2)工业用:工业用过程控制，机器人视觉，白主乘用导航等。

　　(3)在商务中，在高清晰度电视和视频会议的动态图像传输中的频带压缩等方面被使用。

　　(4)医学上是生物组织(显微镜下的细胞、x光和超声波的内脏器官)运动分析等。

　　(5)气象上、云图分析天气。

　　(6)运输:交通管理，运输工具的流量控制等。

　　运动目标检测方法是多种的，但是没有到现有的算法，是因为运动目标检测算法具体的情况。适用场面和景色条件的差异必然会导致运动目标的检测方法的不同。总结，运动标志检测技术的发展是下一个特征[7]:

　　1形成3个传统运动的目标检测方法:形成光流法、帧间差异法以及背景减去法。其中，基于差分图像的帧间差分法和背景削减法是当前在视觉系统中最广泛应用的检测方法。

　　2现有的检测方法在不断改善。另一方面，由于3个传统的检测方法自身的不足和某些缺陷，提出了许多改善方法，更实用且更实用。另一方面，可以结合不同的检测方法来克服单一方法的缺点，并补救其。这是体育目标检测技术研究的热点和重点之一。

　　3新算法相继出现。在技术被传统的算法所束缚的过程中，这样的技术会失去生命力。只有不断出现新的算法，才能促进这种技术的发展。随着曲线的进化等新算法的出现，运动目标检测技术的研究发展进入了新的阶段。新的检测算法将其重点放在运动目标检测技术的研究中的其他热点。

　　4稳健性、准确性、暂时的是运动目标检测技术研究和应用的主要旋律。对

　　运动的目标是生活中一般的，活动的动物，行驶的交通工具，自然界的其他运动物体等。利用图像感兴趣的体育目标在很多领域具有广泛的应用。运动目标是天文观测天体、气象分析云图、安全监视中的人、动物、交通管制中的汽车、飞机、船等。

　　运动图像的测量分析,背景是静止图像的情况下,现阶段的研究成果已经成熟,并且也容易实现广泛,常见的有背景减除法、时间差分方法等,变化的动态的背景图像,外部条件的多电影复杂,因此研究方法不可能完全一致,各研究方法不同。当前常用的运动目标检测方法具有帧之间的差异，并且从其背景去除光流法。帧之间的差异法是通过在连续的图像序列中在两个或三个故障相邻的帧之间基于像素的时间差来提取图像中的运动区域。背景的减法是利用当前图像和背景图像之间的差分来检测运动区域的技术，是在当前运动分割中使用最多的方法。它一般可以提供最完整的特征数据，但动态场景的变化尤其敏感于光的光和外来的活动的干扰等。根据采用光流法的目标四等官运动时间的变化的光流的特性，例如通过meyer等计算，根据变位向量光流比赛将尾行算法有效地跟踪了提取和运动目标。

　　将目标运动图像序列在低噪声的状况下，比在低噪声的情况下更有用的目标静态信息是难以利用的图像序列检测真图像检测出的目标。由运动的目标形成的图像序列之一是静止背景，并且是变化的背景。前一种情况,通常照相机相对静止的状态,一种情况是,通常照相机相对运动状态(例如,卫星和飞机上的监视系统)。处理方法来看,一般是目标,或者消除背景的思想。对前一种情况可以消除背景的方法简单,简单的帧间差分和适应背景对消方法。对后一种情况,处理变得复杂,消除背景的方法,如果采用一般是首先帧图像之间的配准,采用突出目标的方法,如果需要准的前提下,配多积累帧的能源和抑制噪音。此外，基于光流模型、背景模型、基于熵的方法等方法，可以区别从运动速度上的不同目标和背景。

　　动态检测是视频分析,被可视化,可视图像内的动态信息,检测出图像中检测出的动态信息,并提取图形的动态的任务或目标,后续的动态跟踪、识别、分析性的困难,单纯化,具有非常重要的意义。采用四种方法。

　　首先，对事先准备好的背景图像和实际的图像进行差别进行运算，该方法根据光，噪声比较敏感。

　　2是基于差影法的运动区域提取方法，该方法难以完全地提取运动。

　　3使用一定的方法进行背景图像的识别，该方法对背景图像的领域中的知识具有很大的依赖关系。4.基于光流的方法，这样的方法有效，但由于计算量大，对实时应用不利。全球变了，视频提供比单一图像更丰富的信息。图像处理通过对多个帧图像进行分析，从而从静止图像处理图像序列以获得从单个图像获得的信息。只有我们能识别和分析图像序列上动态的过程。动态图像分析的基本任务是识别从图像序列中检测出运动信息并跟踪它的运动和目标。作为图像处理和计算机视觉领域的一个非常活跃的部分，在国民经济和军事领域的许多方面都有广泛的应用，那个研究受到各国科学家的普遍关注。

　　在本课题中，我们研究的是比较简单的情况，不研究太过于复杂的情况，所以进行运动监测的基本思路是：首先摄像头不断地在设定的时间间隔内提取两幅图像，并且同时不断地进行相减比较，即进行图像的差值运算，如果两幅图像灰度没有任何的差值，灰度差为0，即两幅图像是一模一样的，证明没有任何物体进入摄像头的范围内，监控环境没有变化，不进行捕捉录像。反之，如果有物体进入了摄像头的摄像范围，那么捕捉到的两幅相邻图像进行相减，由于图像发生了变化，相减结果肯定不会为零，即存在一个相减后不为零的像素灰度差值，我们就可以根据差值的大小，判断究竟有没有物体进入了摄像头的摄像范围，如果差值大于某一个值，我们则认为图像内有运动物体，立即启动摄像头进行视频的录像，并且保存下来。

　　如果差值以下的值,那么我们在照相机的拍摄不发生变化范围内,物体的运动,有时视频照相机的颤抖或者是风,过桥蚊子等较轻的图像的变化没有发生,物体的运动,防盗一样没有意义的。在发现异常的情况下自动进行摄影的目的，盗贼入侵而盗窃，在无人的情况下进行静止画的监视观察，发生了各种各样的火灾等。一般应用于图像变化的人很多。以上的监视系统中,两个重要的参数,一个是捕捉的两张图像的时间间隔,设定不同的参数2张图像减产后,物体的动作是否发生了判定像素阶差分值,即起征点。一般来说，我们的设定间隔是1秒，临界值是实际设置的。

　　在以上思路的指导下，下面我们进行实际的具体操作，并且实现相应的功能。

　　（1）首先和前面实现的各个功能的情况一样，我们在图4.12的基础上添加两个按钮“开视频监控”和“关闭监控”，其ID分别为ID_OPENCHECK和ID_CLOSECHECK，得到的视频采集窗口的菜单项在包括前面的各个功能的情况下，一共就有10个按钮了，功能算是比较丰富的了。

　　（2）对“开视频监控”和“关闭监控”两个按钮进行编辑，添加代码，实现我们指定的功能。编辑“开视频监控”项。在此，我们可以先给它指定一个存储的路径，在存储路径上可以自己命名文件。如上一章，代码也一样，在此我们就不再全部列出。在以上的时间中断处理函数中，就涉及了到上面提到的两个重要参数中的其中一个，即采集两幅图像时的时间间隔，SetTimer(1,1000,NULL)中的1000就是这个参数，指的就是1000毫秒，即1秒。这个参数可以根据自己的实际情况需要而进行设定。设定好了之后，中断处理函数就可以在设定的时间内捕捉到两幅图像，接下来是进行图像的比较，CheckImage()语句就是使其跳转到图像相减数据比较的函数。以上就是实现两幅图像相减的函数，相减的结果为SumDef，这就是在开始时提到的两个重要参数的另外一个，我们根据需要可以设置一个临界值，例如我们设定为100000，如果相减结果SumDef小于100000，我们认为没有发

　　生物体的运动变化，如果SumDef大于100000，则马上执行capCaptureSequence（）函数，进行视频的录像拍摄。图像相减使用的公式可以表示为：

　　其中fi1和fi2表示的是图像中同一个像素点的灰度值，320*240表示的是图像的分辨率。temp1=fi1-fi2，而temp1是两副得到图像的其中第i个像素点灰度值的差，SumDef是temp1的绝对值和，即整幅图像所有像素点相减得到的灰度值的总和，根据这个总和判断两副图像的差别，大于某个值即可认为是发生了物体的运动，然后开启自动录像功能。这就是本论文中实现监控的基于图像处理的思想。为了更加实用，可以编辑代码，使自动监控的时候，当图像没有发生物体的运动，录像可以自动停止。定义CapCaptureFlag和captimes。当正在视频监控录像的时候，定时器继续工作，在此设定定时比较两次后，如果图像发生运动变化，则继续录像，如果没有发生运动变化，则自动停止录像。更加自动化和人性化，从而达到我们预定的目的。到此，“开视频监控”按钮功能基本实现。如果程序没有出错顺利通过编译的话，运行最后得到的视频采集窗口.即可实现运动的检测监控。至此，我们希望可以实现的功能已经全部完成，接下来就是测试调试，优化程序阶段。

　　在同时执行优化程序的同时，希望改善在上述运动检测时使用的两个重要参数:时间设定和像素灰度值设定。修改时程序源代码修改了,所以应该非常不便,也是现实的应用,实用性较高的,而是几个人使用,程序中有能力实现自己的希望的吗?我想。?因此，我们可以改善手续，并获得两个参数。在“傻瓜化”中，即使不掌握编程的任何东西，消费者也可以简单地修改这两个参数。具体地，改善实施步骤可以打开在打开vc++6.0之前完成的程序并点击“视频监视”按钮时，可以点击此参数来设置这两个参数。

　　可以设置监控时间和监视灵敏度之间的两个参数。还有一个按钮。如果应用程序用户点击“确定”按钮，则需要将消息处理函数添加到“确定”按钮以响应用户的操作。编辑“确定”按钮的消息处理函数。这里，图像获取用的间隔时间初始值为1000，单位为ms，即1秒。用户也可以根据实际需要输入。我们可以预先设置3号灵敏度，在低灵敏度的情况下，像素灰度值是200000，一般是150万，高灵敏度的情况是100万，当然也可以根据需要进行修改。可以检测并检测监视视频。在该监视功能中，在设置了监控照相机之后，摄像机拍摄视频，并且在物体的运动发生变化检测到的情况下开始录制，这样，可以节省资源并减少运算量。因此，完成了视频运动监视功能的改进。

　　在视频监控中，使用图像处理来实现的研究还是比较少的，本文就这一技术运用于视频的运动监控做了初步的研究。在程序的编译过程中，难免会由于各种各样的原因，导致编译出错，但是只要耐心，方法得当，慢慢检查，慢慢测试，总是可以发现出错的原因，并且加以改正，最后实现编译通过，实现功能。

　　在本课题的研究过程中，本人收集、查阅了大量与课题有关的资料，了解了与视频捕获从硬件方面到软件方面的一些相关技术。其中主要研究了基于Windows操作系统平台下软件实现视频捕捉技术VFW。通过分析VFW的技术架构、视频捕获模块AVICap类的实现机制，给出了利用VFW技术实现视频捕获及视频运动图像监控的一般方法及流程。达到了预期的目的。

　　本文主要研究了关于视频方面的内容，包括捕捉视频和在视频监控的条件下实现运动的检测。根据本课题系统的特点，建立了基于普通USB2.0数字摄像头的、采用电脑作为检测实验平台，设计编程，取得良好的效果，并采用本系统进行了运动物体检测的实验研究，实验结果表明本课题研究的图像检测系统是能够满足实际需要的。本课题取得的主要研究成果如下:

　　（1）熟悉使用了VisualC++6.0开发工具，通过此次的毕业设计，掌握此种开发软件，了解了整个的程序开发流程，对自己以后的工作大有好处。

　　（2）研究了Windows下的基于VFW的视频捕捉技术，建立了基于普通USB2.0接口的数字摄像头图像检测平台，为今后对视频技术的研究打下了一个良好的基础。

　　（3）探讨研究了运动图像的目标追踪方法，实现了运动物体的自动监控，在实际是生活工作中是很有意义的，可以实现在无人监控的情况下自动录像的功能。

　　（4）通过设计本系统，运用并复习了C和C++语言的知识，进一步巩固了所学的知识。

　　基于数字图像的检测技术是一项很有发展前途的技术，出于时间的限制及各种原因的影响，经过了自己的一番努力，虽然基本的功能都已经可以实现了，但是还是有一些不足之处，需要进一步的研究并加以改进的有：

　　1.如视频捕获的用户界面还不够美观，相对较为粗糙，对有些潜在的可能发生的不合理条件分析的还不够到位。

　　2.在捕获视频时，无法控制捕获速率。

　　3.本课题实现的功能只是关于视频方面，音频方面并没有考虑，在此也不能捕捉，所以下一步是研究如何实现视频音频的同时捕捉，并且能使其同步播放。

　　4.在系统的视频图像捕捉技术方面由于采用VFW技术，虽然使用相对较容易，但也存在不够灵活，难以更深入控制等缺点，所以我们可以考虑采用DirectShow。

　　5.在捕捉视频的时候，有时采集窗口出现假死现象，即窗口卡在一幅图像上，必须等缓冲一下才可以正常实现视频的录像，这是必须改进的。

　　6.视频图像的采集与图像转换运行速度较慢，在某些场合响应不及时，这也需要进一步的改进。

　　利用USB2.0数码摄像头，使用图像处理技术进行视频的捕获，然后实现运动物体识别监控的研究现状还是处于开始阶段。实现生活中经常使用的还是使用CCD的摄像头，但是它有许多缺点，技术复杂，安装麻烦，远远没有利用USB2.0数码摄像头简单易行，即插即用。可以预见，利用一般的数码摄像头进行视频监控在未来必将成为一种趋势

　　论文的目的是，把从大纲收集数据完成的课文反复进行，整个过程是享受、痛苦、不确定性的经历，在写论文的过程中，心情如此复杂。现在，毕业论文的最终稿，复杂的心情散开，有成就感。谢谢老师们。他们很平静，热情，没有一寸的诚意。这两位老师对我进行了细致的指导，为主题、主题、纲要以及论文的修正和润色写出了最终稿。多亏了老师的献身和热情，我们的毕业论文顺利完成了。我也感谢我们的老师，在学校里给我们做了4年的老师，学习了很多知识，让我看到了美丽的世界，我做了几件事。最后，感谢和我的同班同学和朋友在4年之间，我的生活很丰富，在我的奋斗中，我不是一个人，我感谢他们。

　　[1]王文章主编《运动图像的捕捉概论》文化艺术出版社2006年版.

　　[2]常建华《运动图像的捕捉分析》《南开校刊》2014、1.

　　[3]井上徹《c++编程技术》上海书店出版社2008年版.

　　[4]张金俊《物体运动速率对捕捉的影响》《皖南师大学报》2016、5.

　　[5]王铭铭《网络信息安全》上海文艺出版社2014年版.

　　[6]钟敬文主编《计算机编程》上海文艺出版社1998年版.

　　[7]冯尔康《基于图像处理运动物体识别探究》《自然科学》2015、5.