一种确定无效运动目标像素的方法和装置制造方法
【专利摘要】本发明实施例提供了一种确定无效运动目标像素的方法和装置，用以解决现有运动目标检测方法确定的前景像素中无效运动目标像素，从而导致运动目标检测不准确问题；包括：确定当前帧图像中发生纹理信息变化的像素和待检测运动目标像素中的未发生纹理信息变化的像素中的光照快变像素以及待检测运动目标像素中未发生纹理信息变化且不是光照快变像素中的光照渐变像素；确定待检测运动目标像素中发生纹理信息变化的像素中与对应的背景图像中的比较像素的相似度大于第一阈值的像素、光照快变像素中与对应的背景图像中的比较像素的相似度大于第四阈值的像素和光照渐变像素中与对应的背景图像中的比较像素的相似度大于第五阈值的像素为无效运动目标像素。
【专利说明】一种确定无效运动目标像素的方法和装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及智能视频内容分析【技术领域】，尤其涉及一种确定无效运动目标像素的方法和装置。
【背景技术】
[0002]运动目标检测是智能视频监控技术的基础，它对后续目标分类、跟踪和行为分析处理都非常重要。运动目标的检测是为了去除背景，从图像序列中把感兴趣的运动区域提取出来。
[0003]目前，已经有多种方法用于图像的运动目标检测，如图像序列的帧间差分法、背景减除法等。
[0004]图像序列的帧间差分法是通过检测相邻两帧图像之间的灰度变化来检测运动目标。具体做法为:将第k帧图像的fk (x，y)与第k-1帧图像f^O^y)做差分运算，直接比较连续两幅视频图像帧的不同；其中fk (X，y)为第k帧图像中U，y)位置的像素的灰度值，其中fk-1 (x，y)为第k-1帧图像中(x，y)位置的像素的灰度值。通过设定阈值T，得到
二值化差分图像D(x，y):
【权利要求】
1.一种确定无效运动目标像素的方法，其特征在于，包括: 针对当前帧图像中的待检测运动目标像素中发生纹理信息变化的一个像素，确定该发生纹理信息变化的像素与对应的比较像素的相似度，其中发生纹理信息变化的像素对应的比较像素是位于背景图像中、且与该发生纹理信息变化的像素所在的当前帧图像的位置相同的像素； 确定待检测运动目标像素中发生纹理信息变化的像素中与对应的比较像素的相似度大于第一阈值的所述发生纹理信息变化的像素为无效运动目标像素。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据下列步骤判断像素是否发生纹理信息变化: 针对一个像素，判断当前帧图像中的该像素基于邻域的区域均值差与该像素的比较像素基于邻域的区域均值差之比是否不大于第二阈值或者不小于第三阈值，其中，该像素的比较像素是位于当前帧图像之前的第N帧图像中，且与该像素所在的当前帧图像的位置相同的像素；像素基于邻域的区域均值差为该像素的灰度值与该像素邻域的像素的灰度平均值之差的绝对值； 若是，确定该像素发生纹理信息变化；否则，确定该像素未发生纹理信息变化。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法还包括: 判断当前帧图像中的待检测运动目标像素中未发生纹理信息变化的各个像素是否为光照快变像素； 针对一个光照快变像素，确定该光照快变像素与对应的比较像素的相似度，其中光照快变像素对应的比较像素是位于背景图像中、且与该光照快变像素所在的当前帧图像的位置相同的像素；` 确定光照快变像素中与对应的比较像素的相似度大于第四阈值的光照快变像素为无效运动目标像素。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，该方法还包括: 判断当前帧图像中的待检测运动目标像素中未发生纹理信息变化、且不是光照快变像素的各个像素是否为光照渐变像素； 针对一个光照渐变像素，确定该光照渐变像素与对应的比较像素的相似度，其中光照渐变像素对应的比较像素是位于背景图像中、且与该光照渐变像素所在的当前帧图像的位置相同的像素； 确定光照渐变像素中与对应的比较像素的相似度大于第五阈值的光照渐变像素为无效运动目标像素。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法还包括: 判断当前帧图像中的待检测运动目标像素中未发生纹理信息变化的各个像素是否为光照渐变像素； 针对一个光照渐变像素，确定该光照渐变像素与对应的比较像素的相似度，其中光照渐变像素对应的比较像素是位于背景图像中、且与该光照渐变像素所在的当前帧图像的位置相同的像素； 确定光照渐变像素中与对应的比较像素的相似度大于第五阈值的光照渐变像素为无效运动目标像素。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，该方法还包括: 判断当前帧图像中的待检测运动目标像素中未发生纹理信息变化、且不是光照渐变像素的各个像素是否为光照快变像素； 针对一个光照快变像素，确定该光照快变像素与对应的比较像素的相似度，其中光照快变像素对应的比较像素是位于背景图像中、且与该光照快变像素所在的当前帧图像的位置相同的像素； 确定光照快变像素中与对应的比较像素的相似度大于第四阈值的光照快变像素为无效运动目标像素。
7.如权利要求3或6所述的方法，其特征在于，根据下列步骤判断像素是否为光照快变像素: 针对一个像素，从该像素的对应像素中选择两个对应像素，其中选择的两个对应像素所在的图像是任意相邻的两帧图像，该像素的对应像素是位于当前帧图像之前连续M帧图像中的任意一帧图像中、且与该像素所在的当前帧图像的位置相同的像素； 若所述选择的两个对应像素的灰度值之差的绝对值均大于第六阈值，则确定该像素为光照快变像素；否则，确定该像素不是光照快变像素。
8.如权利要求4或 5所述的方法，其特征在于，根据下列步骤判断像素是否为光照渐变的像素: 针对一个像素，若当前帧图像中的该像素的邻域的像素的灰度平均值与该像素对应的比较像素的邻域的像素的灰度平均值之差的绝对值大于第七阈值，且该像素的灰度的梯度值与该像素对应的比较像素的灰度的梯度值之差的绝对值小于第八阈值，则确定该像素为光照渐变像素，其中该像素对应的比较像素是位于背景图像中、且与该像素所在的当前帧图像的位置相同的像素，像素的梯度值是该像素的灰度的水平方向的梯度值与竖直方向的梯度值之和； 否则，确定该像素不是光照渐变像素。
9.如权利要求4或6所述的方法，其特征在于，该方法还包括: 根据当前帧图像中发生纹理信息变化的像素的个数、当前帧图像中的待检测运动目标像素中光照快变的像素的个数以及当前帧图像中的待检测运动目标像素中光照渐变的像素的个数，确定当前场景的光照变化状态； 根据光照变化状态与背景图像更新速度的对应关系，为当前场景设定相应的背景图像更新速度。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，确定当前场景的光照变化状态，包括: 若当前帧图像中的待检测运动目标像素中光照快变像素的个数大于第九阈值，当前场景的光照变化状态为光照快变状态； 若当前帧图像中的待检测运动目标像素中光照快变像素的个数不大于第九阈值、且当前帧图像中的待检测运动目标像素中光照渐变像素的个数大于第十阈值、且当前帧图像中纹理信息变化的像素的个数大于第十一阈值，当前场景的光照变化状态为光照突变状态； 若当前帧图像中的待检测运动目标像素中光照快变像素的个数不大于第九阈值、且当前帧图像中的待检测运动目标像素中光照渐变像素的个数大于第十二阈值、且当前帧图像中纹理信息变化的像素的个数小于第十三阈值，则当前场景的光照变化状态为光照渐变状态； 否则，当前场景的光照稳定状态。
11.一种确定无效运动目标像素的装置，其特征在于，所述装置包括确定模块和确认模块； 所述确定模块，用于针对当前帧图像中的待检测运动目标像素中发生纹理信息变化的一个像素，确定该发生纹理信息变化的像素与对应的比较像素的相似度，其中发生纹理信息变化的像素对应的比较像素是位于背景图像中、且与该发生纹理信息变化的像素所在的当前帧图像的位置相同的像素； 所述确认模块，用于确定待检测运动目标像素中发生纹理信息变化的像素中与对应的比较像素的相似度大于第一阈值的所述发生纹理信息变化的像素为无效运动目标像素。
12.如权利要求11所述的装置，其特征在于； 所述确定模块，还用于针对一个像素，判断当前帧图像中的该像素基于邻域的区域均值差与该像素的比较像素基于邻域的区域均值差之比是否不大于第二阈值或者不小于第三阈值，其中，该像素的比较像素是位于当前帧图像之前的第N帧图像中，且与该像素所在的当前帧图像的位置相同的像素；像素基于邻域的区域均值差为该像素的灰度值与该像素邻域的像素的灰度平均值之差的绝对值；若是，确定该像素发生纹理信息变化；否则，确定该像素未发生纹理信息变化。
13.如权利要求11所述的装置，其特征在于； 所述确定模块，还用于判断当前帧图像中的待检测运动目标像素中未发生纹理信息变化的各个像素是否为光照快变像素；并针对一个光照快变像素，确定该光照快变像素与对应的比较像素的相似度，其中光照快变像素对应的比较像素是位于背景图像中、且与该光照快变像素所在的当前帧图像的位置相同的像素； 所述确认模块，还用于确定光照快变像素中与对应的比较像素的相似度大于第四阈值的光照快变像素为无效运动目标像素。
14.如权利要求13所述的装置，其特征在于； 所述确定模块，还用于判断当前帧图像中的待检测运动目标像素中未发生纹理信息变化、且不是光照快变像素的各个像素是否为光照渐变像素；并针对一个光照渐变像素，确定该光照渐变像素与对应的比较像素的相似度，其中光照渐变像素对应的比较像素是位于背景图像中、且与该光照渐变像素所在的当前帧图像的位置相同的像素； 所述确认模块，还用于确定光照渐变像素中与对应的比较像素的相似度大于第五阈值的光照渐变像素为无效运动目标像素。
15.如权利要求11所述的装置，其特征在于； 所述确定模块，还用于判断当前帧图像中的待检测运动目标像素中未发生纹理信息变化的各个像素是否为光照渐变像素；并针对一个光照渐变像素，确定该光照渐变像素与对应的比较像素的相似度，其中光照渐变像素对应的比较像素是位于背景图像中、且与该光照渐变像素所在的当前帧图像的位置相同的像素； 所述确认模块，还用于确定光照渐变像素中与对应的比较像素的相似度大于第五阈值的光照渐变像素为无效运动目标像素。
16.如权利要求15所述的装置，其特征在于；所述确定模块，还用于判断当前帧图像中的待检测运动目标像素中未发生纹理信息变化、且不是光照渐变像素的各个像素是否为光照快变像素；并针对一个光照快变像素，确定该光照快变像素与对应的比较像素的相似度，其中光照快变像素对应的比较像素是位于背景图像中、且与该光照快变像素所在的当前帧图像的位置相同的像素； 所述确认模块，还用于确定光照快变像素中与对应的比较像素的相似度大于第四阈值的光照快变像素为无效运动目标像素。
17.如权利要求13或16所述的装置，其特征在于； 所述确定模块，还用于针对一个像素，从该像素的对应像素中选择两个对应像素，其中选择的两个对应像素所在的图像是任意相邻的两帧图像，该像素的对应像素是位于当前帧图像之前连续M帧图像中的任意一帧图像中、且与该像素所在的当前帧图像的位置相同的像素；若所述选择的两个对应像素的灰度值之差的绝对值均大于第六阈值，则确定该像素为光照快变像素；否则，确定该像素不是光照快变像素。
18.如权利要求14或15所述的装置，其特征在于； 所述确定模块，还用于针对一个像素，若当前帧图像中的该像素的邻域的像素的灰度平均值与该像素对应的比较像素的邻域的像素的灰度平均值之差的绝对值大于第七阈值，且该像素的灰度的梯度值与该像素对应的比较像素的灰度的梯度值之差的绝对值小于第八阈值，则确定该像素为光照渐变像素，其中该像素对应的比较像素是位于背景图像中、且与该像素所在的当前帧图像的位置相同的像素，像素的梯度值是该像素的灰度的水平方向的梯度值与竖直方向的梯度值之和；否则，确定该像素不是光照渐变像素。
19.如权利要求14或16所述的装置，其特征在于； 所述确认模块，还用于根据当前帧图像中发生纹理信息变化的像素的个数、当前帧图像中的待检测运动目标像素中光照快变的像素的个数以及当前帧图像中的待检测运动目标像素中光照渐变的像素的个数，确定当前场景的光照变化状态；并根据光照变化状态与背景图像更新速度的对应关系，为当前场景设定相应的背景图像更新速度。
20.如权利要求19所述的装置，其特征在于，所述确认模块确定当前场景的光照变化状态，包括: 若当前帧图像中的待检测运动目标像素中光照快变像素的个数大于第九阈值，当前场景的光照变化状态为光照快变状态； 若当前帧图像中的待检测运动目标像素中光照快变像素的个数不大于第九阈值、且当前帧图像中的待检测运动目标像素中光照渐变像素的个数大于第十阈值、且当前帧图像中纹理信息变化的像素的个数大于第十一阈值，当前场景的光照变化状态为光照突变状态； 若当前帧图像中的待检测运动目标像素中光照快变像素的个数不大于第九阈值、且当前帧图像中的待检测运动目标像素中光照渐变像素的个数大于第十二阈值、且当前帧图像中纹理信息变化的像 素的个数小于第十三阈值，则当前场景的光照变化状态为光照渐变状态； 否则，当前场景的光照稳定状态。
【文档编号】G06T7/20GK103824307SQ201210466476
【公开日】2014年5月28日 申请日期:2012年11月16日 优先权日:2012年11月16日
【发明者】潘华东, 潘石柱, 吴良健, 孙莉, 周洪涛, 田建国, 张兴明, 傅利泉, 朱江明, 吴军, 吴坚 申请人:浙江大华技术股份有限公司