[發明專利]基于光流算法的智慧管廊運動目標檢測方法及檢測裝置

在審

• 申請號: 202110778004.2
• 申請日: 2021-07-09
• 公開（公告）號: CN113592904A
• 公開（公告）日: 2021-11-02
• 發明（設計）人: 任剛
• 申請（專利權）人: 煒呈智能電力科技（杭州）有限公司
• 主分類號: G06T7/246
• 分類號: G06T7/246;G06T7/187;G06T7/136;G06T7/11
• 代理公司: 杭州昱呈專利代理事務所(普通合伙) 33303
• 代理人: 雷仕榮

本發明公開了基于光流算法的智慧管廊運動目標檢測方法及檢測裝置，方法包括：計算所獲取圖像的光流信息；根據光流圖像得到光流值掩碼圖像，去除光流散點和面積過小的連通域，得到運動區域掩碼圖像；根據光流信息，更新已跟蹤目標的跟蹤點信息；計算已跟蹤目標新的連通域，得到目標新的掩碼圖像區域；在目標新的掩碼圖像區域中增刪跟蹤點信息；完成所有已跟蹤目標的跟蹤信息更新，所有目標的掩碼圖像取并集得到已跟蹤區域掩碼圖像，已跟蹤區域掩碼圖像取反與運動目標區域掩碼圖像取交集，得到未跟蹤區域掩碼圖像；在未跟蹤區域掩碼圖像中增加新的待跟蹤目標并進行跟蹤；輸出已跟蹤目標信息和新目標信息。本發明對光照、陰影不敏感，魯棒性高。

技術領域

本發明屬于圖像和視頻處理技術領域，特別涉及一種基于光流算法的智慧管廊運動目標檢測方法及檢測裝置。

背景技術

綜合管廊也稱“共同溝”，是地下城市管道綜合走廊。集電力、通訊，燃氣、供熱、給排水等各種管線于一體的城市市政公用設施，實施統一規劃、統一設計、統一建設和管理，是保障城市運行的重要基礎設施和“生命線”。智慧管廊運用物聯網、現代傳感技術、云計算、計算機通信技術、虛擬現實、人工智能等綜合系統集成技術，對綜合管廊內管線、環境、設備及運行進行實時監控、運營管理和安全預警。而運動目標檢測是智慧管廊的基礎功能之一。

運動目標檢測是視頻處理領域的重要研究內容之一，根據攝像機是否運動，運動目標檢測可以分為靜態背景運動目標檢測和動態背景運動目標檢測。目前，靜態背景運動目標檢測方法主要有背景差分法、幀差法、光流法等。背景差分法是使用輸入幀圖像與背景圖像作差，得到前景目標信息，該算法復雜度低，但是對光照敏感。幀差法是使用輸入幀圖像與前一幀圖像作差，從而得到運動目標信息，該方法運行速度快，對光線不太敏感，但是難以提取完整的目標信息。光流法利用圖像序列中像素在時間域上的變化以及相臨幀之間的相關性，計算兩幀圖像之間的對應關系，得到運動目標信息，該方法可以避免分割目標不完整，得到了越來越廣泛的應用。

然而，由于綜合管廊中燈光分布不均勻、光源相對復雜(如施工人員頭燈等)，因此直接使用光流算法進行運動目標檢測，會因為光照變化而出現大量誤檢，而且當運動目標距離較近時，會出現目標粘連問題。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了一種基于光流算法的智慧管廊運動目標檢測方法，包括以下步驟：

S1，獲取第K幀圖像和第K-i幀圖像，并根據獲取的圖像計算第K幀圖像的光流圖像；其中，i的取值范圍為1～4，光流圖像中包括光流值大小和光流方向；

S2，根據光流圖像得到光流值掩碼圖像，并去除光流值掩碼圖像中的光流散點和面積小于預設面積閾值的連通域，得到運動區域掩碼圖像；

S3，根據光流圖像中的光流信息，更新運動區域掩碼圖像已跟蹤目標的跟蹤點信息；

S4，根據更新后的已跟蹤目標的跟蹤點信息，計算已跟蹤目標新的連通域，得到目標新的掩碼圖像區域；

S5，在目標新的掩碼圖像區域中增刪跟蹤點信息；

S6，完成所有已跟蹤目標的跟蹤信息更新，所有目標的掩碼圖像取并集得到已跟蹤區域掩碼圖像，已跟蹤區域掩碼圖像取反與運動目標區域掩碼圖像取交集，得到未跟蹤區域掩碼圖像；

S7，在未跟蹤區域掩碼圖像中增加新的待跟蹤目標并進行跟蹤；

S8，輸出已跟蹤目標信息和新目標信息。

優選地，在上述S2步驟中，所述根據光流圖像得到光流值掩碼圖像，并去除光流值掩碼圖像中的光流散點和面積小于預設面積閾值的連通域，得到運動區域掩碼圖像的具體過程為：

S21，對光流圖像進行二值化處理，得到運動目標的掩碼圖像；

S22，基于光流方向直方圖，去除運動目標的掩碼圖像中的光流散點；