一种基于块截断编码压缩域的视频运动目标检测方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及计算机视觉领域技术领域，特别是涉及一种基于块截断编码（BTC)压 缩域的视频运动目标检测方法。
【背景技术】
[0002] 运动目标检测是计算机视觉领域研究的主要问题之一，是智能监控视频处理中的 核心基础，融合了图像处理、模式识别、自动控制以及人工智能等许多领域的先进处理技 术。近年来，随着计算机网络的普及和多媒体技术的发展，运动目标检测在智能交通、视频 监控、军事视觉制导等方面都有广泛的应用。
[0003] 运动目标的检测与提取作为运动目标视觉分析中的核心技术以及底层问题，是视 频监控技术实现自动化和实时应用的关键所在。对于各种视频运动目标检测算法而言，运 动目标检测的准确程度很重要。在单一或复杂背景中需要能够对一个或多个目标精确地提 取出目标轮廓。当受到外界某种程度上的干扰时，要能很好地适应，以便可以继续执行原先 设定的功能。现有视频运动目标检测的方法中，大多数是基于原始未压缩的视频帧图像进 行处理。而当今互联网飞速发展，大量的压缩域图像存在于互联网上。同时，常用空域视频 运动目标检测方法都是基于单个独立像素处理，其获取视频运动目标存在精度不高，耗时 长，容易形成空洞等问题。
【发明内容】
[0004] 为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种基于块截断编码压缩域的视频 运动目标检测方法。
[0005] 本发明所采用的技术方案是：
[0006] 1)进行块截断编码（BTC)并解码；
[0007] 2)对解码结果的相邻帧间进行差分，产生差分图像；
[0008] 3)对于差分图像再次进行块截断编码并解码，然后经过阈值二值化实现运动目标 的检测。
[0009] 所述的块截断编码并解码具体为：将原图像分割为相同大小NXM的子块，对每个 子块进行编码并解码，子图块分割的数目根据具体情况而定，分割的大小直接决定了图像 编码的效果。
[0010] 所述的每个子块编码解码采用以下方式：为每个子块建立量化的门限和重建电 平，门限为子块内所有像素值的平均值n，将像素值高于门限的像素点赋予高重建电平a， 将像素值不高于门限的像素点赋予低重建电平b。
[0011] 在所述的图像各像素点赋予高重建电平a或者低重建电平b前，将像素值高于门 限的像素点赋予1表示，将像素值不高于门限的像素点赋予〇表示，以二值化图像实现编码 压缩进行数据传输，接收后将赋予1表示的像素点和赋予0表示的像素点分别用高重建电 平a和低重建电平b代替表示进行解码。
[0012] 将子块中低于n的像素用〇表示，高于n的用1表示。这样原图像块就形成了 一个二值图像块，又叫比特映像。比特映像相比原图像得到了很大幅度的压缩。在对图像 进行解码的时候，位平面中的1用a代替，位平面中的〇用b代替，数据得到了压缩。在解 码图像中，每个像素点都被各自所在子块的高平均值或者低平均值所表示。
[0013] 所述的高重建电平a和低重建电平b采用以下公式计算：
[0014]
[0015] 其中，〇是样本标准差，p和q分别表示单个子块中高于门限和低于门限的像素点 数量。
[0016] 所述步骤2)具体为：为了充分利用分块后所带来的局部同一性，将块截断编码并 解码后相邻两帧同一图像的像素值对应作差，解码后帧间差分图像％(1，」）表示为：
[0017]Dk(i,j) = |fk(i,j)-fk !(i,j)
[0018] 其中，Ik(k= 1, 2,…）为所用的视频图像序列，Ik(i,j)表示第k帧图像在（i,j) 点的像素值，fk(k= 1，2,…）表示视频图像序列每一帧用步骤1)块截断编码并解码后的 图像，fk(i，j)表示第k帧解码图像在（i，j)点的像素值。
[0019] 7.根据权利要求1所述的一种基于块截断编码压缩域的视频运动目标检测方法， 其特征在于：
[0020] 所述步骤3)具体为：将解码后帧间差分图像Dk(i，j)再重复所述步骤1)的块截 断编码并解码过程得到帧差后的BTC编码图像Dk' (i，j)，再经阈值二值化得到最终结果 图像Dk" (i，j)，由最终结果图像队"（i，j)得到运动目标。
[0021] 所述的阈值二值化具体采用以下公式得到最终结果图像Dk" (i，j)，将小于等于 先验阈值T的第k帧解码图像在（i，j)点的像素值赋予0表示，将大于先验阈值T的第k 帧解码图像在（i，j)点的像素值赋予1表示：
[0022]
[0023] 其中，T为先验阈值。
[0024] 本发明首先对视频序列的每一帧图像利用BTC编码压缩，然后相应的解码，将每 一帧图像用各个子块的高平均值和低平均值表示。借鉴帧间差分的思想，再将视频序列的 相邻两帧作差，得到相对应的高、低平均值的差值图像，对差值图像阈值分割处理就能很好 地对视频运动目标进行检测。更进一步，在传统的帧间差分基础之上对差分图像利用BTC 压缩解码处理后作差分割，能达到更加理想的检测效果。
[0025] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：
[0026] 本发明能有效地克服局部背景扰动的影响，弥补帧差法提取目标内部空洞现象， 边界不清晰的缺点，使检测出来的运动目标更加完整、饱满。同时，压缩处理也极大地降低 了存储和处理的数据量，提高了目标检测的处理速度，能够满足实时检测的需求。
【附图说明】
[0027]图1为本发明方法的流程图。
[0028] 图2为本发明实施例的最终结果图像。
【具体实施方式】
[0029] 下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细说明。
[0030] 本发明的帧间差分前采用了块截断编码（BTC)进行编解码，差分图像利用BTC压 缩解码处理后作差分割。基于块截断编码（BTC)压缩域的相关性质进行特征检测（1)结合 帧间差分产生差分图像，从而能有效地检测运动目标；利用BTC处理产生的高、低平均值， 使其产生局部同一性，根据分割出来的子块，进行区域性图像检测。
[0031] 本发明块截断编码同时对单帧图像进行压缩和分块，因此利用BTC检测，既是针 对压缩域处理，也是基于像素块分析，能更好地利用区域块的优势，像素特性局部同一。
[0032] 本发明中对于先验阈值T，当图像的信噪比较高或背景波动较大时，高、低平均值 作差后差值较大，T的值也较大；反之T的值也就较小。