Ανίχνευση Αντικειμένων - Χαρακτηριστικών με Οπτικές Τεχνικές σε Συστήματα Βιντεοεπιτήρησης

Abstract

Τα συστήματα βιντεοεπιτήρησης έχουν πλέον θέση στην καθημερινή μας ζωή, καθώς η χρήση τους σε ορισμένες εφαρμογές είναι αναγκαία, ενώ σε άλλες επαυξάνει την χρηστικότητα συγκεκριμένων σκοπών, όπως σε θέματα υγείας, ασφαλείας κ.α. Η παρούσα διπλωματική εργασία εστιάζει σε τεχνικές επεξεργασίας δεδομένων εικόνας που συλλέγονται από συστήματα βιντεοεπιτήρησης σε περιπτώσεις όπου δεν περιορίζεται η χρηστικότητά τους. Στην παρούσα διπλωματική θα εξεταστούν και θα περιγραφούν, οι σημαντικές τεχνικές ανίχνευσης προσώπου, η ανίχνευση κίνησης καθώς και η ανίχνευση μηκών κύματος οπτικού πεδίου. Οι τεχνικές αυτές μπορούν να θεωρηθούν βασικές για την επίλυση πολυπλοκότερων προβλημάτων σε θέματα επεξεργασίας εικόνας. Το πρόβλημα της ανίχνευσης προσώπου (face detection) είναι αρκετά δημοφιλές, αλλά απαιτητικό, και παραμένει ερευνητικά ανοιχτό. Οι λόγοι που καθιστούν τη λύση του συγκεκριμένου προβλήματος δύσκολη είναι πολλοί, με πιο σημαντικούς, την χρωματική ποικιλία, τις διαφορετικές στάσεις του σώματος, τις φωτομετρικές παραμορφώσεις, το γεγονός ότι συνήθως επιθυμούμε να γίνει η ανίχνευση σε χώρους που υπάρχει συνωστισμός και άλλα. Το πρόβλημα ανίχνευσης κίνησης βασίζεται στην σύγκριση δύο ή περισσότερων πλαισίων, ενώ το πρόβλημα της ανίχνευσης μηκών κύματος οπτικού πεδίου βασίζεται σε μαθηματικά μοντέλα μετατροπής του RGB σε τρισδιάστατες μαθηματικές αναπαραστάσεις. Αναπτύχθηκαν συνολικά τρία λογισμικά, ένα για την αναγνώριση και την κάλυψη στοιχείων προσώπου, ένα για την ανίχνευση κινούμενου σώματος, και ένα λογισμικό φιλτραρίσματος των μηκών κύματος του οπτικού φάσματος. Τα προγράμματα δοκιμάστηκαν από web – camera υπολογιστή και είναι γραμμένα στη γλώσσα προγραμματισμού Python, με τη χρήση κυρίως της βιβλιοθήκης αλγορίθμων επεξεργασίας εικόνας και όρασης υπολογιστών OpenCV.