目标跟踪是随着数字视频技术的发展而产生的一个新的研究课题。目标跟踪的结果蕴含了场景中每一个运动个体的大量时空信息,并且在实际中反映了该视频流中主要的内容信息,因此该技术在基于内容的视频传输、视频检索、数字视频监控等领域有着重要的作用。论文对数字视频监控和目标跟踪技术进行了深入研究,按照从理论分析到设计应用的顺序进行论述。 首先,对现有的运动目标跟踪技术进行了综述,对其中具有代表性的算法进行了分析。结合目标跟踪在智能化视频监控系统中的具体应用,提出一种新的基于MPEG-2视频流的目标跟踪算法。本文算法从Shio和Sklansky快速运动跟踪算法基本思想出发,借鉴了全局光流算法分组模型,其特点在于充分地利用了MPEG码流中蕴含的运动信息,将运动矢量作为特征量进行运动分析。 接着,提出了一套以此目标跟踪算法为核心的实验性视频监控系统的设计方案。设计了硬件和软件总体结构。整个方案由采集端系统、服务器端系统和网络系统部分组成,是一套具有监控、运动跟踪、视频录像等功能的监视系统。论文详细讨论了方案中服务器端程序的设计细节,包括需求分析、总体设计、模块划分、功能设计、过程设计以及界面设计等内容。 最后,利用MPEG测试序列对程序及主要模块进行了功能测试。实验结果表明,对于输入的一组由静止摄像机捕获的MPEG-2视频流,本文算法不需要对码流进行完全解码,可快速地对场景中的运动物体进行检测和运动跟踪,并有效地排除了背景噪声对目标跟踪结果的影响。在数字视频监控系统中的应用证明了本文算法的有效性、实时性和稳健性。