摘 要：针对现有视频监控系统智能化的视频分析功能不足的问题，利用海康监控系统的 SDK 开发包，获取实时视频流， 并结合码本和尺度不变局部二元模式（scale invariant local ternary pattern，SILTP）纹理描述符构建背景模型，进行了移动目标检 测和跟踪研究。实验结果表明，与现有系统相比，该方法检测到的目标完整充实，能够获得目标的轮廓与轨迹，有效提升了原 有监控系统的性能。 关键词：视频监控系统；性能提升；背景建模；码本模型；尺度不变局部三元模式 中图分类号：TP391. 4 文献标志码：A Video Monitor ing System Per for mance Impr ovement Based on Textur e and Codebook LI Fe ngjia o 1 ，LIU Chenfei 2 ，LI Jinping 1 ﹙1. School of Information Science and Engineering，Shandong Provincial Key Laboratory of Network Based Intelligent Computing， University of Jinan，Jinan 250022，China；2. Shensi Electronic Technique Company of Shandong，Jinan 250022，China﹚ Abstr act：For the problem of lack of intelligent analysis function of video monitoring systems，we get the real-time video streaming by using the SDK of Haikang，and combine with codebook and SILTP to build a background model for the study of moving target detec- tion and tracking. Experimental results demonstrate that，compared with the existing monitoring systems，the method can detect the target completely，get the contour and the trajectories of mobile targets，and improve the performance of monitoring system effectively. Key wor ds：video monitoring system；performance improvement；background modeling；codebook；SILTP 现有的多数视频监控系统具有录像、回放、调焦 变倍、云台控制及移动侦测等功能，但是缺少更加智 能化的视频分析功能。而且，一卡通，随着监控系统的大量 使用，视频数据量不断增长，需要消耗大量的人力成 本。因此，在不更换监控系统的情况下，提升现有监 控系统的性能，使其尽量达到不错的监控系统所具有 的功能，是一个重要的研究课题。 利用实验室已有视频监控系统﹙海康威视﹚的 SDK 开发包，，获取网络传输的视频信号，并利用目 前比较成熟的目标检测算法 ［1］ 对所得视频进行处 理，进而描述移动目标的形状和轨迹。 还不错著名的背景建模目标检测算法是 Stauffer 等 ［2］ 提出的混合高斯模型﹙Gaussian mixture model， GMM﹚，GMM 是通过采集像素在一段时间内的颜 色、亮度等的变化数据，为每个像素建立多个高斯模 型的方法，目前有很多改进算法 ［3 −6］ 。GMM对背景 变化有一定的鲁棒性，但是当像素值在一个很宽的 范围内变化时，检测效果不佳。由于上述方法所使 用的颜色、亮度特征对阴影和噪声敏感，文献［7 − 9］中提出利用像素的局部区域纹理直方图构建背 景。但是这种方法在结构信息不明显的区域，检测 目标空洞较多。文献［10 −11］在［7 − 9］的基础上 融入颜色信息，有效提升了检测效果。 Kim 等 ［12］ 提出的码本模型﹙codebook﹚是基于 聚类的思想建立的背景模型。该算法保持了背景的 多模特征，可以较好地解决像素值在一个很大的范 围内变化的问题。但它是以像素为单位的背景估 计，没有考虑像素的邻域信息，无法处理因摄像头的 轻微抖动导致的像素漂移问题。常用的纹理描述符 LBP﹙local binary pattern﹚、LTP﹙local ternary pattern﹚ 是利用周围邻域点的二进制编码描述中心点的算 法，充分考虑了像素的空间邻域信息。因此，本文中 采用码本和纹理 ［13 −14］ 相结合的时空背景建模方法。 为了简单起见，该方法简称 CB_SILTP。 1 调用 SDK 获取实时视频流 调用海康的 SDK 开发包，通过 8100 系列网络 硬盘录像机读取实时视频流。 在使用 SDK 时，首先要对其初始化，接口 NET_ DVR_Init 可完成整个网络 SDK 的初始化。由于视 频流通过远程网络传输，所以在添加用户时，需获取 网络硬盘录像机的 IP 地址及对应的用户名和密码， 此时需要用到接口 NET_DVR_Login_V30。 实时流的解码方式有两种：一种是直接调用预 览接口 NET_DVR_RealPlay_V30 解码；另一种方法 是设置预览接口的回调函数 RealDataCallBack 对实 时获得的码流进行解码。本文中采用第二种解码方 式。