一種改進(jìn)的模糊C_均值聚類的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測方法

1、238 科技資訊 S C I E N C E T E C H N O L O G Y I N F O R M A T I O N 學(xué) 術(shù) 論 壇運(yùn)動(dòng)目標(biāo)是指相對于背景是運(yùn)動(dòng)著的 物體。它的應(yīng)用極為廣泛, 如商業(yè)上賓館、 樓宇、商場的監(jiān)控; 公共事業(yè)中的醫(yī)療、機(jī) 場、車站、交通場景的監(jiān)控; 軍事上基于視 頻的武器瞄準(zhǔn)系統(tǒng)等。對于一幅圖像中檢 測的區(qū)域, 如何知道是否有運(yùn)動(dòng)目標(biāo)存在, 當(dāng) 前 圖 像 較 上 一 時(shí) 刻 圖 像 是 否 有 運(yùn) 動(dòng) 存 在 ? 它 包 含 兩 方 面 內(nèi) 容 :運(yùn)動(dòng)檢測。即當(dāng)前幀圖像較上一幀是 否 發(fā) 生 運(yùn) 動(dòng) 偏 移 。目 標(biāo) 存 在 檢 測 。 在 動(dòng) 態(tài) 圖

2、 像 中 , 可 能 存 在 某 些 時(shí) 間 段 無 運(yùn) 動(dòng) 目 標(biāo) 存 在 的 情 況 。 如 果 沒 有 運(yùn) 動(dòng) 目 標(biāo) 檢 測 算 法 , 直 接 對 圖 像 進(jìn) 行 目 標(biāo) 的 識 別 與 跟 蹤 計(jì) 數(shù) , 將 浪 費(fèi) 大 量 計(jì) 算 機(jī) 的 資 源 。 在 運(yùn) 動(dòng) 目 標(biāo) 檢 測 中 , 計(jì) 算 機(jī)要統(tǒng)計(jì)這一區(qū)域在無目標(biāo)存在時(shí)的背景 特 征 值 , 并 根 據(jù) 實(shí) 際 值 與 這 些 值 的 比 較 判 斷檢測。它是運(yùn)動(dòng)多目標(biāo)識別與跟蹤計(jì)數(shù) 算 法 的 準(zhǔn) 備 。 運(yùn) 動(dòng) 檢 測 是 否 準(zhǔn) 確 , 一 定 程 度 上 節(jié) 省 計(jì) 算 機(jī) 的 運(yùn) 算 量 。 如 果 出 現(xiàn) 誤 判

3、, 將 浪 費(fèi) 后 續(xù) 運(yùn) 算 時(shí) 間 。1 運(yùn)動(dòng)目標(biāo)常用的幾種方法判斷有無運(yùn)動(dòng)目標(biāo)常用方法大多以差 分技術(shù)為基礎(chǔ)。對圖像進(jìn)行逐幀差分, 相當(dāng) 于對圖像動(dòng)態(tài)進(jìn)行了時(shí)間域上的高通濾波。 運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測主要常用的三種方法是:連續(xù) 幀間差分法(2幀或 3幀 、背景差分法和光 流法。光流法計(jì)算復(fù)雜, 不適宜實(shí)時(shí)處理。 對于前兩種方法存在著一些問題。隨 時(shí) 間 變 化 , 同 一 物 體 受 光 照 影 響 , 靜 止物體的灰度值也會發(fā)生變化。如室外的 太 陽 光 , 室 內(nèi) 的 日 光 燈 都 會 影 響 到 檢 測 的 精 度 。 在 室 外 場 景 中 , 背 景 中 包 含 動(dòng) 態(tài) 目 標(biāo)干擾,

4、如樹枝, 灌 木 叢 等 。這 會 導(dǎo) 致 像 素 值 不 斷 變 化 , 可 能 為 樹 葉 , 樹 枝 , 天 空 等 不 同 的 值 , 造 成 運(yùn) 動(dòng) 目 標(biāo) 錯(cuò) 誤 識 別 。 當(dāng) 視 場 中 有 大 面 積 的 多 種 運(yùn) 動(dòng) 時(shí) , 會 發(fā) 生 目 標(biāo) 重 疊 , 無 法 檢 測 到 獨(dú) 立 的 運(yùn) 動(dòng) 目 標(biāo) 。 如 停 車 場 , 車 輛 之 間 相 互 重 疊 , 人 與 車 輛 疊 加 , 很 難分別檢測出人和各種車輛。攝像頭的晃 動(dòng) 使 得 靜 態(tài) 場 景 變 化 也 會 影 響 到 檢 測 結(jié) 果。一個(gè)好的檢測算法應(yīng)該適用于各種環(huán) 境 變 化 , 但 是 實(shí) 際 應(yīng)

5、用 中 不 但 要 考 慮 到 算 法適用的環(huán)境范圍, 還要在算法的復(fù)雜度、 可 靠 性, 以 及 實(shí) 時(shí) 性 方 面 進(jìn) 行 權(quán) 衡 。2 一種改進(jìn)的模糊C -均值聚類的運(yùn)動(dòng)目 標(biāo)檢測方法傳 統(tǒng) 的 聚 類 分 析 是 一 種 硬 劃 分 , 它 把 每 個(gè) 待 辨 識 的 對 象 嚴(yán) 格 地 劃 分 到 某 個(gè) 類 中, 具 有 非 此 即 彼 的 性 質(zhì), 因此這種分類的類別界限是分明的。而實(shí)際上大多數(shù)對象 并 沒 有 嚴(yán) 格 的 屬 性 , 它 們 在 性 態(tài) 和 類 屬 方 面存在著中介性, 適合進(jìn)行軟劃分。Z a de h 提出的模糊集理論為這種軟劃分提供了有力 的 分 析 工 具

6、 , 人 們 開 始 用 模 糊 的 方 法 來處 理 聚 類 問 題 , 并 稱 之 為 模 糊 聚 類 分 析 。 由于模糊聚類得到了樣本屬于各個(gè)類別的 不確定性程度, 表達(dá)了樣本類屬的中介性,即建立起了樣本對于類別的不確定性的描述, 能 更 客 觀 地 反 映 現(xiàn) 實(shí) 世 界, 從而成為聚 類 分 析 研 究 的 主 流 。2. 1 改進(jìn)的模糊 C -均值聚類的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測 方 法 的 思 想在模糊 C 均值聚類方法的基礎(chǔ)上進(jìn)行 改進(jìn), 用 聚 類 的 思 想 來 抑 制 噪 音 , 基于模糊 C 均值迭代方法對相鄰幀的數(shù)據(jù)流進(jìn)行數(shù)字 處 理 的 方 法 , 該 方 法 是 將 小 窗

7、口 內(nèi) 象 素 集 合 看 成 為 模 糊 集 合 , 不 同 元 素 對 于 集 合中 心 有 不 同 的 隸 屬 度 , 根 據(jù) 不 同 的 隸 屬 度就 可 以 使 距 離 集 合 中 心 較 遠(yuǎn) 的 點(diǎn) 抑 制 掉 , 這 樣 就 可 以 很 好 的 抑 制 噪 音 , 同 時(shí) 可 以 對小 的 目 標(biāo) 進(jìn) 行 很 好 的 預(yù) 警 , 跟蹤。2. 2目標(biāo)檢測的主要過程, 對于單幀獲取的 視頻流存作一幅 D IB 圖像文件進(jìn)行操作, 設(shè) 圖像的寬為 n , 高為 m (1 圖像的預(yù)處理 1. 1其中 為均值; ij為象素的值; l 為取 得窗口的大小, 為偶數(shù), 最好的取值范圍為 八 到

8、 十 二 之 間對于 n*m象素的圖像從起始點(diǎn)(0, 0 取一個(gè) l*l窗口, 用公式 1. 1, 得到第一個(gè)窗 口的均值 。使 l*l窗口向右移動(dòng)個(gè) 單位, 再算出 均值 w (0,1,依次類推, 直 到 移 動(dòng) 到 達(dá) 到 圖 像 的寬度為止, 其中共移動(dòng) int(n - / 次, i nt 表 示 取 整 操 作 。行數(shù)加 ,同的計(jì)算, 然后再移動(dòng) 行 達(dá) 到 圖 像 的 高 度 為 止 , 共 移 動(dòng) int ( m -/ 次。經(jīng)過上面的三個(gè)步驟算完以后, 就可以 得到 int(n -/*int(m -/ 個(gè)均值 w ( i , j ,(2 迭代過程 1. 2其 中 a b s( 為

9、絕 對 值 函 數(shù) 是 每 個(gè) 象 素 值 與 第 一 次 得到的均值算得的隸屬度, 為一個(gè)較 小 的 正 數(shù) , 如 取 為 0. 001可 見 象 素 值 與 均 值 越接近, 它的隸屬度就越大, 對迭代 得到的均值 的影響就越大。 再 從 圖 像 的 起 始 點(diǎn) (0, 0 開 始 , 取 一 個(gè) l*l 窗口, 用公式 1. 2 得到迭代均值 。 使 l*l窗 口 向 右 移 動(dòng) 個(gè) 單 位 , 方 法同 圖 像 預(yù) 處 理 中 的 ,計(jì) 算 得 到 第 一 行 的 w (0, j 值 。 方法同圖像預(yù)處理的, 用 l *l 窗口 遍 歷 圖 像 上 所 有 的 象 素 , 得 到 第

10、 二 次 迭 代 的 均 值 , 。得到的(i , j的取值范圍同上 就是經(jīng) 過 第 二 次 迭 代 得 到 的 均 值 , 要 是 還 需 要進(jìn) 行 迭 代 , 所 做 的 操 作 就 跟 第 二 步 的 三 個(gè) 操作類似, 進(jìn) 而 得 到 多 次 迭 代 的 均 值, 但迭 代的次數(shù)越多, 程 序 運(yùn) 行 的 速 度 就 越 慢 , 對 于我們實(shí)時(shí)地進(jìn)行監(jiān)控要求又要得到良好 的 檢 測 效 果 , 通 常 進(jìn) 行 兩 三 次 迭 代 就 能 達(dá) 到目標(biāo)。 2. 3對異常情況的檢測采用模糊迭代操作得到了當(dāng)前幀的均 值 , 每 一 個(gè) 均 值 與 前 一 幀 的 均 值進(jìn) 行 比 較,得 到

11、的 差 值 d (i , j 如 果 大 于 某 個(gè) 閾 值 的 話 , 就 認(rèn) 為 是 有 目 標(biāo) 出 現(xiàn) 了 , 可 以 進(jìn) 行 報(bào) 警 和 跟 蹤 處 理 了 。3 結(jié)語由 于 在 選 擇 l*l小 窗 口 作 為 模 糊 集 操作, 即 使 當(dāng) 窗 內(nèi) 有 噪 音 時(shí), 噪音點(diǎn)也不會被一種改進(jìn)的模糊 C 均值聚類的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測方法肖 碧 勇(麗水市中心醫(yī)院浙江麗水 323000摘要 :運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測是運(yùn)動(dòng)目標(biāo)識別與跟蹤所必需的準(zhǔn)備環(huán)節(jié),本文提出了的一種改進(jìn)的 C-均值聚類的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測方法,檢測運(yùn)動(dòng)目標(biāo)是否存在,并利用試驗(yàn)證明,該方法確實(shí)有著良好的抑制噪音干擾效果,同時(shí)對小目標(biāo)能夠進(jìn)行很

12、好的檢測和跟蹤,保證了對進(jìn)出目標(biāo) 跟蹤的準(zhǔn)確跟蹤, 而且運(yùn)算量小, 容易軟件實(shí)現(xiàn), 實(shí)際效果較好。 關(guān)鍵字:C-均值聚類運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測迭代 中圖分類號 :TP3文獻(xiàn)標(biāo)識碼 :A 文章編號 :1672-3791(200802(c-0238-02239 科技資訊 S C I E N C E T E C H N O L O G Y I N F O R M A T I O N 學(xué) 術(shù) 論 壇第三方物流方興未衰, 第四方物流悄然興 起, 并日益受到企業(yè)界和學(xué)術(shù)界的重視。北 京一家新成立的公司甚至直接以“第四方物 流”為名注冊。第四方物流似乎取代第三方 物流成為一個(gè)新的利潤增長點(diǎn), 成為人們一個(gè) 新的關(guān)注點(diǎn)

13、。那么第四方物流究竟是怎樣 的?它有什么魔力促使人們爭相追捧?下面 我就我對第四方物流的理解, 簡單談?wù)勎覍Φ?四方物流的看法。談起第四方物流, 必然要先談另外兩個(gè)名 詞:第三方物流和供應(yīng)鏈管理。第四方物流 不是物流專家閉門造車出來的, 也不是物流企 業(yè)家憑空臆造出來的。它的產(chǎn)生也有適宜其 萌芽的土壤, 那就是第三方物流和供應(yīng)鏈管理 理論和實(shí)踐的發(fā)展。第三方物流, 根據(jù)劉志學(xué)主編的現(xiàn)代物 流手冊 (中國物資出版社, 2004年年 2月第一 版 中收錄的國家名詞術(shù)語標(biāo)準(zhǔn)的定義, 是指由 供方與需方以外的物流企業(yè)提供物流服務(wù)的 業(yè)務(wù)模式。根據(jù)這個(gè)定義, 第三方物流是相對 于第一方和第二方物流而言的

14、。第一方物流 是指貨物的供給者提供物流服務(wù), 第二方物流 是指貨物的需求者提供物流服務(wù)。由于在企 業(yè)間的商業(yè)交易中, 供給者通常是工業(yè)制造企 業(yè), 需求者通常是商業(yè)銷售企業(yè), 所以第一方 物流也是工業(yè)生產(chǎn)企業(yè)物流, 第二方物流也是 商業(yè)流通企業(yè)物流。而第三方物流則是由貨 物的工業(yè)制造企業(yè)和商業(yè)銷售企業(yè)以外的專 業(yè)物流公司提供的物流服務(wù)。專業(yè)的物流公 司有兩類企業(yè), 一類是資產(chǎn)型。即是擁有提供 物流服務(wù)所必需的基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)備, 軟件和硬件 齊備。比如傳統(tǒng)的倉庫、運(yùn)輸公司, 現(xiàn)代的綜 合型物流大公司。 一類是無資產(chǎn)型。 沒有提供 物流服務(wù)所必需的設(shè)施設(shè)備, 主要是靠提供物 流解決方案、 物流規(guī)劃方案

15、等來贏利。 實(shí)質(zhì)上 是物流業(yè)務(wù)咨詢公司。供應(yīng)鏈, 二十世紀(jì)九十年代興起的一個(gè)名 詞。 是對傳統(tǒng)的供應(yīng)商企業(yè)、 生產(chǎn)商企業(yè)、 分 銷商企業(yè)以及零售商企業(yè)之間關(guān)系的變革。 傳統(tǒng)的供應(yīng)商企業(yè)、 生產(chǎn)商企業(yè)、 分銷商企業(yè) 以及零售商企業(yè)之間強(qiáng)調(diào)的是競爭, 而供應(yīng)鏈 的思想則強(qiáng)調(diào)競合, 有競爭也有合作。產(chǎn)品從 原材料到到達(dá)顧客手中所經(jīng)歷的這些企業(yè)就 像生物鏈, 形成一個(gè)相互競爭、相互依存的 競合關(guān)系。供應(yīng)鏈的思想為企業(yè)之間的關(guān)系 揭開一個(gè)新紀(jì)元:不僅有競爭, 而且有合作。 供應(yīng)鏈管理, 根據(jù)劉志學(xué)主編的現(xiàn)代 物流手冊 (中國物資出版社, 2004年 2月第 一版 中收錄的國家名詞術(shù)語標(biāo)準(zhǔn)的定義, 是指

16、利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)全面規(guī)劃供應(yīng)鏈中的商 流 、 物 流 、 信 息 流 和 資 金 流 等 , 并 進(jìn) 行 計(jì) 劃、組織、協(xié)調(diào)和控制。從這個(gè)定義中, 我 們知道供應(yīng)鏈管理是一種從原料和零部件的 供應(yīng)商開始, 經(jīng)由生產(chǎn)制造商、批發(fā)分銷商 和零售商, 直至最終客戶的全要素、全過程 的集成化管理模式。供應(yīng)鏈管理不同于傳統(tǒng) 的企業(yè)管理, 它更強(qiáng)調(diào)供應(yīng)鏈整體的集成與協(xié) 調(diào), 要求各節(jié)點(diǎn)企業(yè)圍繞商流、物流、信息 流和資金流進(jìn)行信息共享和經(jīng)營協(xié)調(diào), 實(shí)現(xiàn)整 個(gè)供應(yīng)鏈柔性的穩(wěn)定的供需關(guān)系。 第四方物流可以說是第三方物流和供應(yīng) 鏈兩種管理理念的結(jié)合體, 是第三方物流運(yùn)用 供應(yīng)鏈管理的思想與相關(guān)企業(yè)合作的產(chǎn)物,

17、是 無資產(chǎn)型的第三方物流的發(fā)展和深化。從本 質(zhì)上來講, 第四方物流不是一個(gè)企業(yè), 而是一 個(gè)企業(yè)的集合體, 是第三方物流企業(yè)和相關(guān)企 業(yè)的集合體。 第四方物流, 目前并沒有一個(gè)確卻的定 義。 劉志學(xué)主編的 現(xiàn)代物流手冊 (中國物資 出版社, 2004年 2月第一版 中收錄的國家名 詞術(shù)語標(biāo)準(zhǔn), 對第四方物流是這樣解釋的:“物 流服務(wù)提供者是一個(gè)供應(yīng)鏈的集成商, 它對公 司內(nèi)部和具有互補(bǔ)性的服務(wù)提供者所擁有的 不同資源、能力和技術(shù)進(jìn)行整合和管理, 提供 一整套供應(yīng)鏈解決方案。 ”這也是 A nde r s o n Co ns u l t i ng 對第四方物流所下的定義。 A nde r -s

18、o nCo ns u l t i ng 曾經(jīng)在歐洲有過成功的第四方 物流運(yùn)作案例, 可以說是第四方物流的實(shí)踐 者。 根據(jù)第四方物流的定義我們知道, 第四方 物流既不是貨物的供給者也不是貨物的需求 者, 而是一個(gè)“第三者” 。從這個(gè)角度說, 第四 方物流的本質(zhì)和第三方物流的本質(zhì)是一樣的, 兩者沒有質(zhì)的區(qū)別。第三方物流可能是資產(chǎn) 型也可能是無資產(chǎn)型, 同樣第四方物流也有資 產(chǎn)型和無資產(chǎn)型兩種情況。但是對于第四方物流來說, 不管是資產(chǎn)型還是無資產(chǎn)型, 都需 要與外界相關(guān)的企業(yè)密切合作。 第四方物流作為一個(gè)供應(yīng)鏈的集成商, 需要“集成”內(nèi)部和外部的資源, 也就是說依 賴外部其他企業(yè)組織的資源, 必須和

19、外部其他 企業(yè)組織合作才能“提供一整套供應(yīng)鏈解決 方案” , 僅僅依靠一個(gè)企業(yè)是無法提供“第 四方物流服務(wù)”的。從這個(gè)角度來說, 第四 方物流運(yùn)用了供應(yīng)鏈管理的思想, 合作和競 爭。也正是因?yàn)閮H僅依賴一個(gè)企業(yè)無法提供 “第四方物流服務(wù)” , 所以一個(gè)企業(yè)是無法成 為第四方物流企業(yè)的。也就是說, 第四方物 流企業(yè)不是一個(gè)獨(dú)立的企業(yè), 而是一個(gè)有多個(gè) 獨(dú)立的企業(yè)集合起來的企業(yè)聯(lián)合體。 從實(shí)際運(yùn)作來看, 第四方物流通常是一個(gè) 咨詢公司往往是一個(gè)物流咨詢公司作為 供應(yīng)鏈中的核心企業(yè), 集合資產(chǎn)型的第三方物流企業(yè)的物流設(shè)施設(shè)備、I T 企業(yè)的信息平臺 為生產(chǎn)企業(yè)或銷售企業(yè)提供一個(gè)完整的物流 解決方案。

20、這個(gè)解決方案之所以是 “完整” 的, 是因?yàn)樗煌趥鹘y(tǒng)的無資產(chǎn)型的第三方物 流企業(yè)所提供的解決方案。它不再僅僅局限 于提供藍(lán)圖, 提供對策, 而是運(yùn)用資產(chǎn)型第三 方物流企業(yè)的物流設(shè)施設(shè)備把這個(gè)對策和方案具體實(shí)施。第四方物流服務(wù)的提供者不僅 提供物流解決方案, 而且運(yùn)用合作伙伴所擁有 的物流資源幫助客戶企業(yè)實(shí)施這個(gè)解決方案。 第四方物流不再僅僅停留于為客戶提供物流 解決方案或供應(yīng)鏈解決方案, 而是進(jìn)一步幫助 客戶實(shí)施這個(gè)方案。從這個(gè)角度說, 第四方物 流比第三方物流前進(jìn)了一大步, 能夠通過依靠 業(yè)內(nèi)最優(yōu)秀的第三方物流供應(yīng)商、技術(shù)供應(yīng) 商、管理咨詢顧問服務(wù)商和其他增值服務(wù)商, 為客戶企業(yè)提供更完

21、整更廣泛更個(gè)性化的供 應(yīng)鏈解決方案。這是任何一家第三方物流企 業(yè)甚至是任何一家企業(yè)所不能單獨(dú)提供的。參考文獻(xiàn) 1劉志學(xué). 現(xiàn)代物流手冊M . 中國物資出版 社, 2004, 2(1 :P 38, 48. 我看第四方物流張 麗(廣東工業(yè)大學(xué)華立學(xué)院管理學(xué)系廣東廣州 511325摘要 :第四方物流自產(chǎn)生之日起就受到企業(yè)界和學(xué)術(shù)界的普遍重視,很多大牌的第三方物流公司、管理咨詢公司都標(biāo)榜自己能提供第四方物流服務(wù)。更有甚者, 新成立的公司直接以“第四方物流”為名注冊。第四方物流大有取代第三方物流成為人們一個(gè)新的關(guān)注焦 點(diǎn)。那么到底什么是第四方物流?第四方物流和第三方物流有關(guān)系嗎?我就自己的理解,參考一些資料,試圖揭開第