运动目标检测装置的制造方法
【专利说明】
[0001]【技术领域】
本发明涉及一种运动目标检测装置，特别是一种避免因存储容量影响系统的运动目标检测装置。
[0002]【【背景技术】】
近年来，作为智能视频监控技术中较为关键的运动目标检测技术已经受到越来越多人的关注，现有视频监控系统只能完成简单的跟踪和记录，视频内容的检测和分析处理工作仍然依靠人工完成。视频分析技术的滞后已严重阻碍了视频监控系统的发展与应用。
[0003]作为最基本处理部分，视频图像的运动目标检测在智能监控、视频压缩、自动导航、人机交互、虚拟现实等方面有着广泛的前景。视频监控技术中的运动目标检测是指从连续的视频流中提取出目标，一般是确定目标的区域或颜色等。然而，由于天气和光照的变化、背景混乱运动的干扰、运动目标的影子以及摄像机运动等原因的存在，给运动目标检测的正确性带来极大挑战。由于运动目标的正确检测与分割影响着运动目标能否被正确跟踪与分类，因此运动目标检测成为视频监控系统研究中的一项重要的课题。它的基本任务是从图像序列中检测出运动信息，简化图像处理过程，得到所需的运动矢量，从而能够识别与跟踪物体。
[0004]背景模型法是在现有运动目标情况下，建立监控场景的静态背景统计模型，通过把当前帧与背景模型的对比来区分运动目标。背景建模是通过分析场景图像背景像素值的变化特点，对于目标监控场景，用数学模型来仿真背景图像，建立场景图像背景的描述模型。目标检测时，用待检图像帧中的每一帧像素值与背景描述模型进行匹配，匹配的像素标记为背景，不匹配的像素标记为目标。目前，实现室外场景中的运动目标检测中，最常用的描述背景点分布的概率模型是混合高斯模型。混合高斯模型在描述复杂的动态背景时的优点是显而易见的，但是采用背景区域进行更新，而对当前帧图像中的前景区域不进行更新，这样虽然使背景模型不含有前景，但是带来一个问题，就是容易在检测过程中产成虚影，从而影响运动目标的正确提取。
[0005]为了克服传统更新方法中容易产生虚影这个缺点，就需要引入连续图像帧之间所包含的信息，但是在内存中存储多帧图像势必会造成系统开销巨大，而从外存储器中调用以前的帧图像则需要反复使用慢速的I/o接口，影响系统的实时性。
[0006]【
【发明内容】
】
本发明的主要目的在于提供一种避免因存储容量影响系统的运动目标检测装置。
[0007]本发明提供一种运动目标检测装置，其包括摄像模块、存储模块、参数记录模块与处理模块，所述摄像模块用以取得动态图像；所述存储模块连接所述摄像模块，且用以存储一个循环周期内的动态图像，最新动态图像覆盖最先动态图像；所述参数记录模块连接所述存储模块，且所述参数记录模块取得一个循环周期内动态图像的像素均值、像素波动值和像素前景数；所述处理模块连接所述参数记录模块，且所述处理模块根据像素波动值和像素前景数判断背景模型是否需要重建，若需要重建，将像素均值作为背景模型重建时的初始高斯分布均值。
[0008]特别地，所述处理模块根据像素波动值/T与第一阈值之间的第一比较结果和像素前景数/T与第二阈值之间的第二比较结果判断背景模型是否需要重建，当像素波动值/T大于第一阈值且像素前景数/T小于第二阈值时，背景模型需要重建。
[0009]特别地，所述第一阈值为0.85。
[0010]特别地，所述第二阈值为0.2。
[0011]特别地，所述参数记录模块取得像素点是背景点的次数，处理模块根据像素点是背景点的次数动态更新背景模型的重建方法。
[0012]特别地，当像素点是背景点的次数为O时，处理模块选择相邻帧间法重建背景模型。
[0013]特别地，当像素点是背景点的次数为O-第三阈值时，处理模块选择相邻帧间法与背景减法融合的混合高斯重建背景模型。
[0014]特别地，当像素点是背景点的次数为不小于第三阈值时，处理模块选择背景减法重建背景模型。
[0015]与现有技术相比较，本发明存储一个循环周期内的动态图像，可节省存储空间，且利用一个循环周期内动态图像的像素均值进行背景模型重建，可减少图像帧的调用次数，从而可保证系统的实时性。
[0016]【【附图说明】】
图1为本发明运动目标检测装置的原理方框图。
[0017]【【具体实施方式】】
请参阅图1所示，本发明提供一种运动目标检测装置，其包括摄像模块10、存储模块
20、参数记录模块30与处理模块40，所述摄像模块10用以取得动态图像；所述存储模块20连接所述摄像模块10，且用以存储一个循环周期T内的动态图像，最新动态图像覆盖最先动态图像；所述参数记录模块30连接所述存储模块20，且所述参数记录模块30取得一个循环周期内动态图像的像素均值、像素波动值和像素前景数；所述处理模块40连接所述参数记录模块30，且所述处理模块40根据像素波动值和像素前景数判断背景模型是否需要重建，若需要重建，将像素均值作为背景模型重建时的初始高斯分布均值。
[0018]于本实施例中，所述处理模块40根据像素波动值/T与第一阈值之间的第一比较结果和像素前景数/T与第二阈值之间的第二比较结果判断背景模型是否需要重建；循环周期T内，动态图像中的像素点的坐标位置用(X，y)表示；像素均值用U(T，X, y)表示；像素前景数用f(T，x，y)表示。像素均值u(T，x，y)是一个循环周期T内坐标位置(x，y)像素点的均值；像素波动值d(T，x, y)和像素前景数f(T，x, y)用于判断一个循环周期T内坐标位置(x，y)像素点是否发生前景背景转换，若判断出发生转化，就表明坐标位置(x，y)像素点的原有的背景模型已不再适用，需要对坐标位置(x，y)像素点的背景模型进行重建。判断是否需要重建的方法如下:当f (T，X, y)/T大于第一阈值，且d(T，x, y)/T小于第二阈值时，说明坐标位置(x，y)像素点的背景模型需要重建。其中，f(T，x，y)/T表明了坐标位置(x，y)像素点在上一个周期内被判断为前景的次数，设置第一阈值不易过小，由于重建时背景模型可利用的信息较少，设置第一阈值的值最好不小于0.7，本实施例中，第一阈值取
0.85。d(T，x, y)/T表明了一个循环周期T内坐标位置(x，y)像素点变化的剧烈程度，若设置第二阈值过大，则有可能将运动较慢物体当成背景而重建，本实施例中，第二阈值取0.2。
[0019]所述参数记录模块30取得像素点是背景点的次数，处理模块根据像素点是背景点的次数动态更新背景模型的重建方法。
[0020]背景建立以及重建时，背景模型中只存在前一帧的信息，像素点是背景点的次数为0，判断是否存在运动目标时应该更加侧重于分析相邻帧之间的差值，即相邻帧差法，因此，处理模块40选择相邻帧间法重建背景模型。
[0021 ] 在背景模型重建期间，像素点是背景点的次数为O-第三阈值时，处理模块40选择相邻帧间法与背景减法融合的混合高斯重建背景模型。
[0022]当背景模型建立了一段时间之后，像素点是背景点的次数为不小于第三阈值，背景模型已经比较稳定，相邻帧的信息对于背景模型更新以及目标检测的贡献也相对要小得多，为了减少背景扰动所带来的噪声，应该侧重于分析图像与背景模型之间的差值，即背景减法，因此，处理模块40选择背景减法重建背景模型。
[0023]本发明存储一个循环周期内的动态图像，可节省存储空间，且利用一个循环周期内动态图像的像素均值进行背景模型重建，可减少图像帧的调用次数，从而可保证系统的实时性。
[0024]以上所述，仅为本发明的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
【主权项】
1.一种运动目标检测装置，其特征在于包括: 摄像模块，其用以取得动态图像； 存储模块，其连接所述摄像模块，且用以存储一个循环周期T内的动态图像，最新动态图像覆盖最先动态图像； 参数记录模块，其连接所述存储模块，且所述参数记录模块取得一个循环周期内动态图像的像素均值、像素波动值和像素前景数； 处理模块，其连接所述参数记录模块，且所述处理模块根据像素波动值和像素前景数判断背景模型是否需要重建，若需要重建，将像素均值作为背景模型重建时的初始高斯分布均值。
2.根据权利要求1所述的运动目标检测装置，其特征在于:所述处理模块根据像素波动值/T与第一阈值之间的第一比较结果和像素前景数/T与第二阈值之间的第二比较结果判断背景模型是否需要重建，当像素波动值/T大于第一阈值且像素前景数/T小于第二阈值时，背景模型需要重建。
3.根据权利要求2所述的运动目标检测装置，其特征在于:所述第一阈值为0.85。
4.根据权利要求3所述的运动目标检测装置，其特征在于:所述第二阈值为0.2。
5.根据权利要求4所述的运动目标检测装置，其特征在于:所述参数记录模块取得像素点是背景点的次数，处理模块根据像素点是背景点的次数动态更新背景模型的重建方法。
6.根据权利要求5所述的运动目标检测装置，其特征在于:当像素点是背景点的次数为O时，处理模块选择相邻帧间法重建背景模型。
7.根据权利要求5所述的运动目标检测装置，其特征在于:当像素点是背景点的次数为O-第三阈值时，处理模块选择相邻帧间法与背景减法融合的混合高斯重建背景模型。
8.根据权利要求5所述的运动目标检测装置，其特征在于:当像素点是背景点的次数为不小于第三阈值时，处理模块选择背景减法重建背景模型。
【专利摘要】本发明提供一种运动目标检测装置，其包括摄像模块、存储模块、参数记录模块与处理模块，所述摄像模块用以取得动态图像；所述存储模块连接所述摄像模块，且用以存储一个循环周期内的动态图像，最新动态图像覆盖最先动态图像；所述参数记录模块连接所述存储模块，且所述参数记录模块取得一个循环周期内动态图像的像素均值、像素波动值和像素前景数；所述处理模块连接所述参数记录模块，且所述处理模块根据像素波动值和像素前景数判断背景模型是否需要重建，若需要重建，将像素均值作为背景模型重建时的初始高斯分布均值。本发明可节省存储空间与调用次数，从而可保证系统的实时性。
【IPC分类】G06T7-20
【公开号】CN104732558
【申请号】CN201310716765
【发明人】陈瑜
【申请人】环达电脑(上海)有限公司
【公开日】2015年6月24日
【申请日】2013年12月20日