[發明專利]一種基于自適應背景建模的實時運動目標檢測方法

有效

• 申請號: 200910091521.1
• 申請日: 2009-08-26
• 公開（公告）號: CN101635852A
• 公開（公告）日: 2010-01-27
• 發明（設計）人: 趙龍;何信華
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: H04N7/26
• 分類號: H04N7/26;G06T7/20
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司
• 代理人: 成金玉;盧 紀

1.一種基于自適應背景建模的實時運動目標檢測方法，其特征在于包括以下步驟：

(1)初始化自適應背景更新和運動目標檢測的參數；

(2)利用幀間差分提取實時視頻運動目標區域和非運動目標區域，對非運動目標區域實時更新，獲得自適應更新的實時背景；

(3)對實時采集視頻和實時背景分別進行空間平滑濾波，通過差分獲取前景圖像；

(4)對所述前景圖像進行陰影濾除和連通性分析，實時獲得運動目標；

所述步驟(1)中初始化自適應背景更新和運動目標檢測的參數包括視頻圖像的大小，幀間差分的間隔數n，差分圖像紅、綠和藍分量最大值E?max_k的檢測閾值和背景自適應更新時的加權系數α。

2.根據權利要求1所述的基于自適應背景建模的實時運動目標檢測方法，其特征在于：所述步驟(2)中獲得自適應更新實時背景的步驟為：

①對第k幀與第k-n幀圖像求絕對差，得到差分圖像E1_k，對第k幀與第k-2n幀圖像求絕對差，得到差分圖像E2_k，再求E1_k與E2_k對應通道的最大值，得到E_k，具體的計算公式為：

E1ki,j=|Iki,j-Ik-ni,j|---(1)]]>

E2ki,j=|Iki,j-Ik-2ni,j|---(2)]]>

Eki,j=MAX(E1ki,j,E2ki,j)---(3)]]>

式中正整數n為幀間差分的間隔數；i和j表示像素的位置，k表示視頻的時刻，即表示第k幀圖像中第i行和第j列上的像素值；

②求差分圖像E_k紅、綠和藍三個分量最大值的表達式

式中Er_k、Eg_k和Eb_k分別為差分圖像E_k的紅色分量、綠色分量和藍色分量；

③差分圖像二值化圖像的過程

對差分圖像進行二值化，獲得二值化圖像T_k為：

Tki,j=255Emaxki,j>ERR0otherwise---(5)]]>

式中ERR為差分圖像顏色分量最大值E?max_k進行二值化時的閾值；表示第k幀二值化圖像中第i行和第j列上的像素值；對前景圖像T_k進行空洞填充，再利用形態學方法對其進行膨脹，得到D_k；將D_k中像素值為255的部分視為運動部分；

④實時背景建模

自適應更新的實時背景B_k的模型表達式為：

Bki,j=α·Iki,j+(1-α)·Bk-1i,jDki,j=0Bk-1i,jotherwise---(6)]]>

式中α為自適應實時背景建模時的加權系數；表示第k幀實時采集圖像中第i行和第j列上的像素值；表示第k-1幀實時背景圖像中第i行和第j列上的像素值；初始實時背景B₀選用實時采集視頻的背景。

3.根據權利要求1所述的基于自適應背景建模的實時運動目標檢測方法，其特征在于：所述步驟(3)中的實時獲取前景圖像的步驟為：

①對實時采集的視頻和自適應更新的實時背景圖像分別進行空間平滑濾波，并求二者的絕對差分，得到差分圖像F_k為：

Fki,j=|Iki,j-Bki,j|---(7)]]>

②求F_k的紅顏色分量Fr_k、綠顏色分量Fg_k和藍顏色分量Fb_k三個顏色分量最大值的表達式為

③獲取實時視頻的前景圖像

對差分圖像F_k進行二值化，獲得二值化圖像T_k，T_k為實時視頻前景圖像

Tki,j=255Fmaxki,j>ERR0otherwise.]]>