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营区监控是图像分析理解的一个重要研究内容和应用方向。本文立足武警机动部队信息化建设现状,针对当前营区视频监控系统设备老化,智能性不足,升级改造难以跟上部队形势变化需要的现状,提出一种基于现有设备进行低成本升级后,实现基于单摄像头全景图拼接监控系统,该系统能够进行运动目标检测和跟踪、并根据预设条件进行自动报警。论文的主要研究工作如下:1.研究对比了当前国内、国外常见的图像拼接算法。首先介绍了各种拼接算法,并结合应用实际,提出了适合于本应用系统的最佳拼接方案;其次,在相位相关拼接算法的基础上,通过采用局部计算方式进行改进,提高了系统运算速度;最后,设计并实现了整体拼接框架,包括云台来回自转时到达边界的判定方法。2.针对帧差分方法容易导致目标空洞或分裂成多个部分的情况,提出了将三帧差分法和图像分割相结合的动目标检测方法,以此提高目标检测的精确性:首先,介绍并引入了基于图理论的快速分割方法;其次,通过定义融合判定规则,把帧差分得到的区域同图分割得到的区域进行互相约束和补充,计算出运动目标的完整轮廓;最后,选取公开的视频测试数据集,用原始帧差分算法和本文改进的算法分别进行目标检测实验,实验对比结果验证了本文提出算法的有效性。3.针对传统camshift算法存在着目标误判和目标跟踪一半丢失的情况,提出了一种改进的均值漂移算法,进一步提高跟踪的连续性和稳定性。该算法将传统camshift算法同Brisk特征点匹配相结合:首先在每一帧图像中的目标区域内提取Brisk特征点;其次,当camshift的搜索框在迭代过程中若区域大小或面积变化超过一定阈值,就通过Brisk特征点匹配来重新验证并定位搜索框的位置及大小。实验对比结果证明本文改进算法显著优于原始算法。4.设计并实现了基于全景图拼接的视频监控系统。分析了系统需求,分别从硬件、软件两方面对系统进行了框架设计,并对其功能结构、处理流程进行了详细介绍。