标；
[0043] ①将当前帧转换为灰度图像，将像素灰度值分别减去模型对应的均值，如果相应 差值在3倍标准差以内，则为背景，否则为前景；
[0044]
[0045] 式中的R表示二值1七囹傢，
[0046] ②通过提取连通区域，将前景像素归类得到初始运动目标。
[0047] 步骤3 :对于每个初始运动目标，向背景区域进行区域生长，得到生长后的背景区 域；
[0048] 具体指，从每个初始运动目标与背景的八连通邻域向背景区域开始生长，得到相 应的区域生长后的背景区域；
[0049] 步骤4 :使用混合高斯模型描述上述背景区域，得到空间背景模型；
[0050] 步骤5:初始运动目标是否符合空间背景模型分布，即初始运动目标区域内的像 素灰度值和对应的空间背景模型均值之差，小于3倍标准差，则为背景；否则为前景；提前 连通区域，去除面积小于20的区域，得到最终的运动目标；
[0051] 步骤6 :使用下式更新时间背景模型：
[0052] yt= (1-p )*yti+P*yt
[0053] 8 t2= (l- p ) * 8 t J+p* (yt-yt)T(yt-yt)，
[0054] 式中，P是更新率；t为时间，yt表示当前像素的灰度值，y t、S t分别表示t时 刻该像素灰度值的均值和标准差，yt-1、St-1分别表示t-i时刻该像素灰度值的均值和 标准差，T表示矩阵；
[0055] 运动目标区域，使用较小的更新率更新，P= 0. 00001 ;
[0056] 背景区域，使用较大的更新率更新，P= 0.0001。
[0057] 实施例2,一种基于时空背景模型的运动目标检测装置，参照附图2。
[0058] 本发明的运动目标检测装置包括图像采集模块1、时间背景建模模块2、运动目标 检测模块3、空间背景建模模块4、运动目标确认模块5和背景模型更新模块6,所述图像采 集模块1用于采集监控图像，所述时间背景建模建模模块2用于步骤1中的建立时间背景 模型，所述运动目标检测模块3用于在步骤2中从时间背景模型中提取初始的运动目标，所 述空间背景建模模块4用于对每个初始目标的对应背景区域进行计算，并建立相应的空间 背景模型，所述运动目标确认模块5用于将步骤2提取的初始运动目标放入空间背景模型 中进行验证，得到最终的运动目标，所述背景模型更新模块6用于对背景和运动目标进行 更新；
[0059] 所述图像采集模块1连接监控设备并对其中的监控图像进行采集，所述图像采集 模块1连接至时间背景建模模块2并向其发送所采集的图像信息，所述时间背景建模模块2 连接至所述运动目标检测模块3并向其发送建模信息，所述运动目标检测模块3连接至空 间背景建模模块4并向其发送初始运动目标信息，所述空间背景建模模块4连接至所述运 动目标确认模块5并向其发送空间背景建模信息和初始运动目标信息，所述运动目标确认 模块5连接至背景模型更新模块6并向其发送最终运动目标信息，所述背景模型更新模块 6根据不同的更新率对运动目标和背景进行更新。
【主权项】
1. 一种基于时空背景模型的运动目标检测方法，其特征在于：所述方法包括以下步 骤： 步骤1:根据采集到的若干帧图像进行背景建模得到时间背景模型； 步骤2 :将当前帧与背景模型求差，二值化后，得到初始运动目标； 步骤3 :对于每个初始运动目标，向背景区域进行区域生长，得到生长后的背景区域； 步骤4 :使用混合高斯模型描述上述背景区域，得到空间背景模型； 步骤5 :判断初始运动目标是否符合空间背景模型分布，如果符合，则说明是背景；如 果不符合，去噪之后，得到最终的运动目标； 步骤6:更新时间背景模型。2. 如权利要求1所述的一种基于时空背景模型的运动目标检测方法，其特征在于：所 述步骤1的建模过程具体包括以下步骤： 步骤I. 1 :采集若干帧图像，转换为灰度图像，假设在该序列中位于点（x，y)的像素灰 度值为：Y=Iy1 (X，y)，y2 (X，y)，? ? ?，yN (X，y)}; 步骤I. 2 :计算这些采样值的均值和标准差，设定阈值tl，如果标准差小于阈值tl，则 将其聚为一类；如果标准差不小于阈值tl，则将这些采样值用分为两类，分别计算均值和 标准差。3. 如权利要求1所述的一种基于时空背景模型的运动目标检测方法，其特征在于：所 述步骤2具体包括以下步骤： 步骤2. 1 :将当前帧图像转换为灰度图像，将像素灰度值分别减去模型对应的均值，如 果相应差值在3倍标准差以内，则为背景，否则为前景； 步骤2. 2 :通过提取连通区域，将前景像素归类得到初始运动目标。4. 如权利要求1所述的一种基于时空背景模型的运动目标检测方法，其特征在于：所 述步骤3中的生长是指从每个初始运动目标与背景的八连通邻域向背景区域开始生长，得 到相应的区域生长后的背景区域。5. 如权利要求1所述的一种基于时空背景模型的运动目标检测方法，其特征在于：所 述步骤6具体包括以下步骤： 步骤6. 1 :对运动目标区域，采用较小的更新率进行更新； 步骤6. 2 :对于背景区域，采用较大的更新率进行更新； 上述较大与较小是步骤6. 1和步骤6. 2相互之间的比较。6. -种基于时空背景模型的运动目标检测装置，其特征在于：所述目标检测装置包括 图像采集模块、时间背景建模模块、运动目标检测模块、空间背景建模模块、运动目标确认 模块和背景模型更新模块，所述图像采集模块用于采集监控图像，所述时间背景建模建模 模块用于步骤1中的建立时间背景模型，所述运动目标检测模块用于在步骤2中从时间背 景模型中提取初始的运动目标，所述空间背景建模模块用于对每个初始目标的对应背景区 域进行计算，并建立相应的空间背景模型，所述运动目标确认模块用于将步骤2提取的初 始运动目标放入空间背景模型中进行验证，得到最终的运动目标，所述背景模型更新模块 用于对背景和运动目标进行更新； 所述图像采集模块连接监控设备并对其中的监控图像进行采集，所述图像采集模块分 别连接至时间背景建模模块并向其发送所采集的图像信息，所述时间背景建模模块连接至 所述运动目标检测模块并向其发送建模信息，所述运动目标检测模块连接至空间背景建模 模块并向其发送初始运动目标信息，所述空间背景建模模块连接至所述运动目标确认模块 并向其发送空间背景建模信息和初始运动目标信息，所述运动目标确认模块连接至背景模 型更新模块并向其发送最终运动目标信息，所述背景模型更新模块根据不同的更新率对运 动目标和背景进行更新。
【专利摘要】本发明提供一种基于时空背景模型的运动目标检测方法，包括1：采集图像建模得到时间背景模型，2：初始运动目标，3：得到初始运动目标生长后的背景区域；4：得到空间背景模型；5：判断是否符合空间背景模型分布，6：更新时间背景模型。本发明还提供一种基于时空背景模型的运动目标检测装置，包括图像采集模块、时间背景建模模块、运动目标检测模块、空间背景建模模块、运动目标确认模块和背景模型更新模块。本发明提出了空间背景建模的概念，认为前景物体与周围的背景在颜色等特征上有一定的差异，初始运动目标如果在颜色等特征上与周围背景一致，则认为是误检，从而提高了运动目标检测的准确率。
【IPC分类】G06T7/20
【公开号】CN105205833
【申请号】CN201510586019
【发明人】石旭刚, 张水发, 刘嘉, 杜雅慧, 汤泽胜
【申请人】杭州中威电子股份有限公司
【公开日】2015年12月30日
【申请日】2015年9月15日