[發明專利]基于時空隧道流量模型的監控視頻運動片段分割方法

有效

• 申請號: 202011384085.X
• 申請日: 2020-12-01
• 公開（公告）號: CN112396636B
• 公開（公告）日: 2022-09-30
• 發明（設計）人: 張云佐
• 申請（專利權）人: 石家莊鐵道大學
• 主分類號: G06T7/246
• 分類號: G06T7/246;G06T7/254;G06T7/66;G06V20/52
• 代理公司: 河北冀華知識產權代理有限公司 13151
• 代理人: 王占華

本發明公開了一種基于時空隧道流量模型的監控視頻運動片段分割方法，涉及視頻處理方法技術領域。所述方法包括如下步驟：通過對監控視頻中的視頻幀的像素進行圓形遞進采樣，建立一個遞進時空隧道；將遞進時空隧道展開，形成時空隧道展開圖；通過對時空隧道展開圖處理，建立遞進時空隧道流量模型；根據遞進時空隧道流量模型得到監控視頻運動片段。該方法在保證視頻運動分割準確率的同時，大大提高了運動片段分割速度。

技術領域

本發明涉及視頻處理方法技術領域，尤其涉及一種基于時空隧道流量模型的監控視頻運動片段分割方法。

背景技術

隨著智慧城市的快速建設和發展，監控設備在各種場景中得到廣泛應用，監控視頻數量呈爆炸式增長。監控視頻不僅給人們帶來了很多安全保障，也帶來了很多技術問題，如數據存儲問題、視頻瀏覽效率低、視頻信息檢索困難等。視頻摘要作為一個熱門的研究課題，能夠使用戶有效地管理和瀏覽海量視頻。監控視頻運動片段分割是監控視頻摘要的前提和基礎。因此，能夠智能提取監控視頻運動片段和去除掉監控視頻中不含運動目標的靜止片段變得尤為重要。

近年來對監控視頻運動片段分割的研究很少，現有的監控視頻運動片段分割方法都是對視頻的所有像素進行分析。這些方法是通過判斷視頻幀中是否含有運動得到的。如果該幀中含有運動因子，則判斷為運動幀，若該幀中不包含運動因子，則判斷該幀為靜止幀，最后將所有運動幀的集合視為視頻運動片段。如王亞沛等人利用幀間像素差法確定當前幀是否含有運動目標，從而得到視頻的運動片段。Su等人首先提取了視頻序列中的運動目標，然后計算前景像素的和作為差異特征，最后，提出了一種基于自適應閾值的滑動窗口來確定分割邊界。雖然上述運動分割方法在分割精度上取得了較為理想的分割效果，但都存在計算復雜的問題。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是如何提供一種在保證視頻運動分割準確率的同時，大大提高運動片段分割速度的監控視頻運動片段分割方法。

為解決上述技術問題，本發明所采取的技術方案是：一種基于時空隧道流量模型的監控視頻運動片段分割方法，其特征在于包括如下步驟：

通過對監控視頻中的視頻幀的像素進行圓形遞進采樣，建立一個遞進時空隧道；

將遞進時空隧道展開，形成時空隧道展開圖；

通過對時空隧道展開圖處理，建立遞進時空隧道流量模型；

根據遞進時空隧道流量模型得到監控視頻運動片段。

進一步的技術方案在于，所述遞進時空隧道展開圖如下：

對于視頻長度為L，視頻幀大小為m×n的視頻序列來說，第k個視頻幀第i行第j列的像素點可以用P_ij^k來表示；圓形采樣線的半徑由內到外分別為：R₁,R₂,R₃,...,R_n-1,R_n，其對應周長分別為S₁,S₂,S₃,…,S_n-1,S_n，他們的共同圓心為(centerX,centerY)，圓形采樣線上對應像素點(i_θ,j_θ)的坐標為：

圓形采樣線的半徑為R，圓形采樣線上的像素點從左至右依次排列可形成長度為圓形采樣線周長的向量CR^k如下：

將這些來自連續幀形成的向量按照時間軸進行排列便可以形成時空隧道展開圖矩陣Tunnel(R)，如下：

進一步的技術方案在于，遞進時空隧道流量模型的建立方法如下：

各時空隧道擴展圖的時空流計算方法如下：