基于matlab的行人和车辆检测系统

基于matlab的行人和车辆检测系统

【目标检测】基于计算机视觉，含GUI界面
算法：二帧差分法，三帧差分法，混合高斯建模，ViBe算法。
功能：对视频中出现的动态目标进行逐帧作差分析或ViBe算法检测，使运动的行人或汽车与背景分割出来，达到检测目的。
代码结构清晰，含有注释，运算速度快，可扩展。

项目介绍：基于MATLAB的行人和车辆检测系统

项目概述

随着智能监控技术的发展，行人和车辆检测成为了计算机视觉领域的重要课题。本项目旨在开发一个基于MATLAB的行人和车辆检测系统，采用多种背景减除技术（包括二帧差分法、三帧差分法、混合高斯建模以及ViBe算法），并通过图形用户界面（GUI）提供友好的交互体验。系统能够实时处理视频流，自动检测视频中的动态目标，并将其从静态背景中分离出来，从而实现行人和车辆的有效识别。

目标检测方法简介

1. 二帧差分法：通过对连续两帧图像进行像素级别的差分，可以检测出变化的部分，进而发现运动物体。
2. 三帧差分法：与二帧差分类似，但考虑的是连续三帧之间的差异，这种方法可以减少由于光照变化导致的误检。
3. 混合高斯建模：采用统计学方法来建模背景，每个像素点由多个高斯分布组成，可以更好地适应复杂环境下的背景变化。
4. ViBe算法：一种基于像素级的背景建模方法，通过维护每个像素的历史样本集合来估计背景，适用于多变的背景场景。

功能特性

• 实时视频处理：系统能够实时分析视频流，快速响应视频中的动态变化。
• 动态目标检测：通过上述算法，系统能够有效检测视频中的行人和车辆，并将其与背景分离。
• GUI界面：使用MATLAB GUI工具箱开发的用户界面，提供直观的操作体验。
• 灵活配置：用户可以根据实际应用场景选择合适的背景减除算法，并调整相应的参数。
• 代码清晰易懂：所有代码均附有详细注释，便于理解和后续的扩展与维护。

技术栈

• MATLAB：用于开发整个系统，包括算法实现、视频处理和GUI界面设计。
• 背景减除技术：二帧差分法、三帧差分法、混合高斯建模、ViBe算法等。

系统架构

1. 视频输入：系统接收来自摄像头或预录视频的输入。
2. 背景建模：根据所选算法建立背景模型。
3. 前景提取：通过背景减除技术提取前景区域，即运动的目标。
4. 目标检测：进一步处理前景区域，确定具体的目标位置。
5. 结果显示：在GUI界面上展示检测结果，并允许用户进行进一步的操作。

关键代码示例

下面给出一个简单的MATLAB代码片段，演示如何使用二帧差分法进行背景减除：

1% 初始化视频捕获设备
2video = VideoReader('input_video.mp4');
3
4% 初始化视频写入设备
5outputVideo = VideoWriter('output_video.avi');
6open(outputVideo);
7
8% 读取第一帧作为参考帧
9refFrame = readFrame(video);
10refGray = rgb2gray(refFrame);
11
12while hasFrame(video)
13    % 读取下一帧
14    frame = readFrame(video);
15    grayFrame = rgb2gray(frame);
16    
17    % 对比当前帧和参考帧
18    diffImg = imabsdiff(grayFrame, refGray);
19    
20    % 应用阈值处理
21    bwImg = graythresh(diffImg); % 自动确定阈值
22    bwImg = im2bw(diffImg, bwImg);
23    
24    % 结果可视化
25    figure;
26    imshow(bwImg);
27    title('Detected Moving Objects');
28    
29    % 更新参考帧
30    refGray = grayFrame;
31    
32    % 写入输出视频
33    writeVideo(outputVideo, bwImg);
34end
35
36close(outputVideo);

应用场景

• 安全监控：用于城市监控、商场、银行等场所的安全防范。
• 交通管理：帮助交通管理部门实时监测道路状况，提高交通安全。
• 智能零售：应用于商店内顾客流量分析，提高店铺运营效率。
• 智能家居：用于家庭安全监控系统，提升家居安全性。