[發(fā)明專利]一種用于監(jiān)控系統(tǒng)視頻的關(guān)鍵幀提取方法及其系統(tǒng)

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410074061.2
• 申請(qǐng)日: 2014-03-03
• 公開（公告）號(hào): CN103810711A
• 公開（公告）日: 2014-05-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王書棟;耿靜;曹仰杰;郝偉偉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 鄭州日興電子科技有限公司
• 主分類號(hào): G06T7/00
• 分類號(hào): G06T7/00;G06T7/20;H04N7/18
• 代理公司: 北京金知睿知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11379
• 代理人: 林俐;殷根娣

1.一種用于監(jiān)控系統(tǒng)視頻的關(guān)鍵幀提取方法，所述方法包括如下步驟：

a)?利用背景差分法提取視頻中含有運(yùn)動(dòng)對(duì)象的關(guān)鍵幀序列；

b)?基于聯(lián)合直方圖計(jì)算所述關(guān)鍵幀序列中相鄰兩幀的相似度，并提取相似性小于閾值的關(guān)鍵幀，將其加入關(guān)鍵幀集合中；

c)?判斷所述關(guān)鍵幀集合中相鄰兩個(gè)關(guān)鍵幀的標(biāo)號(hào)是否小于一定間隔，若是則刪除其中信息熵小的關(guān)鍵幀，更新所述關(guān)鍵幀集合。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在步驟a中，所述背景差分法中使用具有兩個(gè)高斯模型的高斯混合背景模型來(lái)建立背景模型。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在步驟a中通過(guò)檢測(cè)變化像素，來(lái)檢測(cè)幀中是否有運(yùn)動(dòng)對(duì)象。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，在步驟a中，在所述高斯混合背景模型中，若某一象素當(dāng)前強(qiáng)度值為????????????????????????????????????????????????，則該象素屬于兩個(gè)背景模型的概率計(jì)算公式如下式：

???(1)

其中分別表示所述兩個(gè)高斯模型公式，和分別是在時(shí)刻的所述兩個(gè)高斯模型的協(xié)方差和均值。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，在步驟a中，在進(jìn)行檢測(cè)所述變化像素時(shí)還進(jìn)行鄰域像素模型符合性檢測(cè)。

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，檢測(cè)所述變化像素的方法如下，將當(dāng)前待處理幀的每個(gè)像素的強(qiáng)度值與其對(duì)應(yīng)的兩個(gè)背景像素模型的均值做差處理，若差值大于設(shè)定的閾值即判定為所述變化像素。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，在所述高斯混合模型模型H_k中，計(jì)算所述每個(gè)當(dāng)前待處理幀的像素是否是所述變化像素的計(jì)算公式如下：

??????(2)???????

其中為系數(shù)常量。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，計(jì)算所述每個(gè)當(dāng)前待處理幀的像素是否是所述變化像素的計(jì)算公式如下：

(3)???。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在步驟a中，對(duì)于因背景變化而在前景中形成的很多小尺寸的像素塊，通過(guò)尺寸濾波對(duì)其加以消除，來(lái)降低監(jiān)控系統(tǒng)背景模型的錯(cuò)誤。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟b還包括如下步驟：

b1)將所述關(guān)鍵幀序列中的首個(gè)關(guān)鍵幀作為當(dāng)前關(guān)鍵幀；

b2)將所述當(dāng)前關(guān)鍵幀放入關(guān)鍵幀集合中；

b3)從所述關(guān)鍵幀序列中取出下一幀作為比較關(guān)鍵幀；

b4)對(duì)所述當(dāng)前關(guān)鍵幀與所述比較關(guān)鍵幀的相似性進(jìn)行計(jì)算；

b5)判斷相似性是否小于第二閾值，是則進(jìn)入步驟b6；否則進(jìn)入步驟b7；

b6)將所述比較關(guān)鍵幀作為所述當(dāng)前關(guān)鍵幀，并將其加入所述關(guān)鍵幀集合中；

b7)檢測(cè)所述比較關(guān)鍵幀是否為所述關(guān)鍵幀序列中的最后一幀，是則結(jié)束，所述關(guān)鍵幀集合即為經(jīng)過(guò)初步精確后的所述關(guān)鍵幀序列；否則返回步驟b3繼續(xù)處理。

11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，在步驟b4中，計(jì)算所述關(guān)鍵幀之間的相似性的方法是基于聯(lián)合直方圖的關(guān)鍵幀提取方法，所述方法根據(jù)聯(lián)合直方圖的對(duì)稱性來(lái)判定圖像的相似程度。

12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，對(duì)于大小同為的兩幅圖像、，對(duì)應(yīng)的像素值對(duì)的聯(lián)合概率表示為：

??(4)???

其中，。

13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，所述聯(lián)合直方圖的對(duì)稱性定義為：

???????(5)

其中，是所述聯(lián)合直方圖的對(duì)角線上的權(quán)值，在此為小于1的正常量，而則表示遠(yuǎn)離所述對(duì)角線元素的權(quán)重，公式中為整數(shù)。

14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在步驟c中，所述關(guān)鍵幀序列中的關(guān)鍵幀的圖像信息熵的計(jì)算公式為：

???(6)

其中，指圖像的灰度級(jí)數(shù)，表示像素的灰度值，為各灰度級(jí)出現(xiàn)的概率。

15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，當(dāng)所述關(guān)鍵幀序列中的關(guān)鍵幀的圖像為彩色圖像時(shí)，使用亮度分量代替灰度級(jí)數(shù)進(jìn)行所述圖像信息熵的計(jì)算。