1. 研究目的与意义（文献综述）

随着科学技术的快速发展，关于视频序列的运动目标检测与跟踪技术一直是计算机研究的前沿领域，他是各学科知识的融合体，主要体现在图像处理、模式识别以及计算机视觉等学科。运动目标检测与跟踪主要是对视频场景中客观存在的运动目标及其运动行为进行描述、感知、识别和预测，并在此基础上根据不同需要进行快速准确的决策和响应。

运动目标检测与跟踪技术在很多领域都有广泛的应用，它在人们的生活的方方面面扮演着重要的作用。从功能上来说，它可用于海陆交通调度指挥、信息的获取以及安全的防范等方面，还可提供远程教育、医疗实时监护、公共场所防范等服务。从应用上看，它渗透在各行各业，比如交通流量的监控、高速公路收费系统、交通违章查处等远程监控；公检法部门的街道监控系统、法院庭审场所的监控、娱乐场所的监控；档案机密室、金融机构场所等区域的实时监控和报警；办公室、公共场所、车站等场所的无人监控；工厂生产车间里流水线的检测与控制等。

伴随着科学技术与国民经济的快速发展，我国水上交通运输业正朝着高速化方向发展，江河、海上的船舶和桥梁的数量年年增加，使得水上交通十分繁忙。近年来，船船相撞，船桥相撞和船舶触礁的事故发生频率越来越高，船舶航行的危险系数不断提高同时还造成了大量人员伤亡以及财产损失，也带来了一定的生态环境问题。为了尽可能减少事故发生造成的损失，人们越来越关注船舶相撞这个领域的研究。基于均值漂移的水面运动目标跟踪研究就是要实现复杂水面背景下的水面目标跟踪定位，这对海上交通调度、避免交通事故等方面具有经济价值和重要的现实意义。这样便能在事故发生之前，对不正常的航行状态进行预警，提醒正在航行的船舶及时修正航行方向。所以，需要设计一个先进的系统来描述水上船舶行驶的轨迹，实现对水上运动船舶的有效调度。

2. 研究的基本内容与方案

基本内容：在初始帧中，采用水面的色彩统计特性以及运动特性，设计一种稳定的目标提取方法，分割出水面运动目标，提取出运动目标，对运动目标进行色彩统计分析，建立色彩柱状图，并获得目标的初始位置，实现跟踪系统的启动；在后续帧中，采用均值漂移算法，对水面运动目标进行跟踪。

目标：本设计拟采用基于均值漂移的算法实现对水面运动目标的跟踪，均值漂移算法计算量相对较小，思想简单，实时性高，且易于实现，很适合于实时跟踪场合。

技术方案及措施：首先实现基于统计分析的水面目标自动提取，第一步，采用差分图像法，在水面的复杂环境下分割出运动区域，该水域包含水面与运动目标；第二步，根据水面的色彩特性选择合适的颜色空间：rgb颜色空间或hsv颜色空间，将运动目标从水面分割开来，提取出运动目标，获取其定位，然后便启动目标的跟踪系统，在之后采用基于目标的颜色直方图的均值漂移算法，通过不断迭代mean-shift向量使得算法收敛于目标的真实位置，从而实现对水面运动目标的实时跟踪。在matlab中使用本算法进行仿真验算，进而评估算法的可行性及有效性。方案实施的流程框图如图1所示。

3. 研究计划与安排

第1－3周：查阅相关文献资料，明确研究内容，了解研究所需理论基础。确定方案，完成开题报告。

第4－5周：熟悉掌握基本理论，完成英文资料的翻译，熟悉开发环境，论文开题。

第6－9周：编程实现各算法，并进行仿真调试。

4. 参考文献（12篇以上）

[1]miller a b , miller b m . underwater targettracking using bearing-only measurements[j]. journal of communicationstechnology and electronics, 2018, 63(6):643-649.

[2]邹青志,黄山.一种基于mean shift的快速跟踪算法[j].计算机科学,2017,44(3):278-282.