专利名称：运动检测方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及图像处理技术，特别是涉及运动检测方法和装置。
背景技术：
视频及图像序列中的运动信息检测技术有着广泛的应用基础，是诸多视频和图像应用领域的必要步骤，例如在实现目标跟踪、视频安全监控、交通监控、行为分析、去隔行技术以及各种视频处理任务中都需要以所提取的运动信息为依据。运动信息的检测主要通过检测相邻图像间的差异程度完成，如基于光流的方法通过计算每个像素点在时间上的偏导数值得到运动信息，基于块的方法则通常计算所定义的块内部像素点差的绝对值累加值来得到运动信息。但通常所计算出的运动信息会受到特定图像内容的影响，难以用统一的标准衡量运动的显著程度。因此，如何获得准确的运动检测信息以确定图像中像素点的运动情况是图像处理技术领域长期研究的问题。
发明内容
本发明技术方案解决的问题是提供一种运动检测方法和装置，以获得准确的运动检测信息，从而可以更准确地确定图像中像素点的运动情况。为解决上述问题，本发明技术方案提供一种运动检测方法，包括分别获取当前像素点及其邻域内的像素点在图像组内对应的像素点的像素值，所述图像组包括至少两个图像；根据获取的所述当前像素点及其邻域内的像素点在图像组内对应的像素点的像素值获取所述当前像素点的运动检测信息；根据所述当前像素点的运动检测信息确定所述当前像素点的运动情况。为解决上述问题，本发明技术方案还提供一种运动检测装置，包括获取单元，分别获取当前像素点及其邻域内的像素点在图像组内对应的像素点的像素值，所述图像对包括至少两个图像；计算单元，根据获取的所述当前像素点及其邻域内的像素点在图像组内对应的像素点的像素值获取所述当前像素点的运动检测信息；确定单元，根据所述当前像素点的运动检测信息确定所述当前像素点的运动情况。与现有技术相比，本发明技术方案具有以下优点采用了当前像素点及其邻域内的像素点共同参与计算当前像素点的运动信息，提高了运动检测的准确性。根据图像序列的时空关联性，在时间轴上参考相邻运动信息，即以相邻图像的图像组内与当前像素点对应的像素点的运动信息修正当前像素点的运动信息，进一步提高了运动检测的准确性。
从图像内容分析的角度提高所计算的运动检测信息的可靠性，例如对物体的边界的分析，可交织度量的分析，在一定程度上恢复运动信息的真实性，使得运动信息真正能反映图像间的目标运动情况。
图1是本发明实施方式的运动检测方法的流程图；图2是隔行图像相邻场的像素点示意图；图3是逐行图像相邻帧的像素点示意图；图4是图1所示步骤S2的实施例流程图；图5是图4所示步骤S22的实例示意图；图6是图4所示步骤S23的实例示意图；图7和图8是图4所示步骤S24的实例示意图。
具体实施例方式本发明实施方式提供了一种运动检测方法，如图1所示，包括步骤Si，分别获取当前像素点及其邻域内的像素点在图像组内对应的像素点的像素值，所述图像组包括至少两个图像；步骤S2，根据获取的所述当前像素点及其邻域内的像素点在图像组内对应的像素点的像素值获取所述当前像素点的运动检测信息；步骤S3，根据所述当前像素点的运动检测信息确定所述当前像素点的运动情况。下面以隔行图像为例，结合附图和实施例对本发明实施方式的运动检测方法进行详细说明。本领域技术人员可以根据以下说明经过变换和推导得出逐行图像的运动检测方法。为了节省对于信号传输系统带宽的要求，传统电视视频信号中采用了隔行扫描方式，即交替传输和播放包含奇数行和偶数行的图像，奇数行的图像也称为顶场图像，偶数行的图像也称为底场图像。对于此类隔行图像，运动检测在相同极性场(即同为顶场或同为底场)的图像对之间进行，可以避免极性差别造成的影响，如图2中的第η场(field η)图像和第η-2场(field n-2)图像(称为图像组η与n_2)。而对于其他场合中通常所采用的逐行图像，运动检测可以在相邻的图像组之间进行，如图3中的第η帧(frame η)图像和第 η-1帧(frame n-1)图像(称为图像组n_l与η)。为了提高所检测运动信息的准确性，本实施例采用了在当前像素点邻域内的像素点共同参与计算的方法，所基于的基本假设是视频/图像内的运动物体大小通常大于单个像素点的大小。而所采用的邻域可以是圆形区域，也可以是方形区域，甚至是不规则区域形状，如经过图像分割算法之后得到的某共性区域；另外，相对较小的区域仅包含了当前像素点或当前像素点及其邻域内的像素点，而最大的区域范围则可以包含整幅图像。所述当前像素点为当前场的当前像素点，以下没有特别说明，均以(n，i，j)表示，即第η场第i行第 j列的像素点。如图1所示，本实施例的运动检测方法首先执行步骤Si，分别获取当前像素点及其邻域内的像素点在图像组内对应的像素点的像素值，所述图像组包括至少两个图像。
在隔行图像中，相邻两场图像为极性相反的场，中间间隔一场的两场图像为极性相同的场。所述图像组是指一组极性相同的场图像，如上述的第η场图像和第η-2场图像， 其中，第η场图像和第η-2场图像分别为前后两帧的顶场图像，或者第η场图像和第η_2场图像分别为前后两帧的底场图像。在其他实施例，图像组也可以是第η场图像和第η+2场图像，或者是两场以上极性相同的图像，只要在时间轴上包含当前场图像即可。接着执行步骤S2，根据获取的所述当前像素点及其邻域内的像素点在图像组内对应的像素点的像素值获取所述当前像素点的运动检测信息。请继续参考图4所示的本实施例步骤S2的详细流程图，下面对其中的各步骤进行详细说明。步骤S21，计算所述图像组的当前像素点的运动信息m(n，i，j)，所述图像组的当前像素点的运动信息m(n，i，j)与当前像素点及其邻域内的像素点在图像组内对应的像素点的像素值相关。本实施例中，所述邻域为以所述当前像素点为中心的方形区域，所述方形区域包含 window_size = (2*ffinHeight+l)*(2*ffinffidth+l)个像素点，例如图 2 所示，包含 3*7 个像素点的长方形区域，即 window_size = 21，Winffidth = 3，WinHeight = 1。结合图2，计算图像组的当前像素点的运动信息m(n，i，j)可以采用公式(1)，所述图像组的当前像素点的运动信息m(n，i，j)包括所述当前像素点在亮度空间内的运动信息 my(n, i，j)和所述当前像素点在色度空间内的运动信息mu,v(n，i，j)
权利要求
1.一种运动检测方法，其特征在于，包括分别获取当前像素点及其邻域内的像素点在图像组内对应的像素点的像素值，所述图像组包括至少两个图像；根据获取的所述当前像素点及其邻域内的像素点在图像组内对应的像素点的像素值获取所述当前像素点的运动检测信息；根据所述当前像素点的运动检测信息确定所述当前像素点的运动情况。
2.根据权利要求1所述的运动检测方法，其特征在于，所述图像为隔行图像，所述至少两个图像分别为极性相同的场。
3.根据权利要求1所述的运动检测方法，其特征在于，所述邻域为方形区域、圆形区域或不规则形状区域。
4.根据权利要求1所述的运动检测方法，其特征在于，所述邻域为以所述当前像素点为中心的方形区域。
5.根据权利要求1所述的运动检测方法，其特征在于，获取所述当前像素点的运动检测信息包括计算所述图像组的当前像素点的运动信息m(n，i，j)，所述图像组的当前像素点的运动信息与当前像素点及其邻域内的像素点在图像组内对应的像素点的像素值相关；计算所述当前像素点的修正运动信息motionn，所述当前像素点的修正运动信息与M个相邻场的图像组内与当前像素点对应的像素点的运动信息相关，M^4；计算所述当前像素点的边界信息final_edgen，所述当前像素点的边界信息与当前像素点及其邻域内的像素点在当前场的像素值相关；计算所述当前像素点的交织度量信息badwn，所述当前像素点的交织度量信息与前向交织和后向交织相关；综合所述当前像素点的修正运动信息、边界信息和交织度量信息，计算当前像素点的运动检测信息motion motion = motionn+weavek 氺 badwn_edgek 氺 final_edgen， 其中，0 ( weavek ( 100,0 ( edgek ( 100。
6.根据权利要求1所述的运动检测方法，其特征在于，获取所述当前像素点的运动检测信息包括计算所述图像组的当前像素点的运动信息m(n，i，j)，所述图像组的当前像素点的运动信息与当前像素点及其邻域内的像素点在图像组内对应的的像素点的像素值相关；计算所述当前像素点的修正运动信息motionn，所述当前像素点的修正运动信息与M个相邻场的图像组内与当前像素点对应的像素点的运动信息相关，M ^ 4，所述当前像素点的修正运动信息为所述当前像素点的运动检测信息。
7.根据权利要求1所述的运动检测方法，其特征在于，获取所述当前像素点的运动检测信息包括计算所述图像组的当前像素点的运动信息m(n，i，j)，所述图像组的当前像素点的运动信息与当前像素点及其邻域内的像素点在图像组内对应的像素点的像素值相关；计算所述当前像素点的修正运动信息motionn，所述当前像素点的修正运动信息与M个相邻场的图像组内与当前像素点对应的像素点的运动信息相关，M^4；计算所述当前像素点的边界信息final_edgen，所述当前像素点的边界信息与当前像素点及其领域内的像素点在当前场的像素值相关；综合所述当前像素点的修正运动信息和边界信息，计算当前像素点的运动检测信息 motion :motion = motionn_edgek*final_edgen，其中，0 ^ edgek ^ 100。
8.根据权利要求1所述的运动检测方法，其特征在于，获取所述当前像素点的运动检测信息包括计算所述图像组的当前像素点的运动信息m(n，i，j)，所述图像组的当前像素点的运动信息与当前像素点及其邻域内的像素点在图像组内对应的像素点的像素值相关；计算所述当前像素点的修正运动信息motionn，所述当前像素点的修正运动信息与M个相邻场的图像组内与当前像素点对应的像素点的运动信息相关，M^4；计算所述当前像素点的交织度量信息badwn，所述当前像素点的交织度量信息与前向交织和后向交织相关；综合所述当前像素点的修正运动信息和交织度量信息，计算当前像素点的运动检测信息 motion :motion = motionn+weavek*badwn，其中，0 ^ weavek ^ 100o
9.根据权利要求1所述的运动检测方法，其特征在于，获取所述当前像素点的运动检测信息包括计算所述图像组的当前像素点的运动信息m(n，i，j)，所述图像组的当前像素点的运动信息与当前像素点及其邻域内的像素点在图像组内对应的像素点的值相关；计算所述当前像素点的边界信息final_edgen，所述当前像素点的边界信息与当前像素点及其领域内的像素点在当前场的像素值相关；计算所述当前像素点的交织度量信息badwn，所述当前像素点的交织度量信息与前向交织和后向交织相关；综合所述当前像素点的运动信息、边界信息和交织度量信息，计算当前像素点的运动检测信息motion motion = m(n, i, j)+weavek*badwn_edgek*final_edgen, 其中，0 ( weavek ( 100,0 ( edgek ( 100。
10.根据权利要求1所述的运动检测方法，其特征在于，获取所述当前像素点的运动检测信息包括计算所述图像组的当前像素点的运动信息m(n，i，j)，所述图像组的当前像素点的运动信息与当前像素点及其邻域内的像素点在图像组内对应的像素点的像素值相关； 以所述图像组的当前像素点的运动信息作为所述当前像素点的运动检测信息。
11.根据权利要求1所述的运动检测方法，其特征在于，获取所述当前像素点的运动检测信息包括计算所述图像组的当前像素点的运动信息m(n，i，j)，所述图像组的当前像素点的运动信息与当前像素点及其邻域内的像素点在图像组内对应的像素点的像素值相关；计算所述当前像素点的边界信息final_edgen，所述当前像素点的边界信息与当前像素点及其领域内的像素点在当前场的像素值相关；综合所述当前像素点的运动信息和边界信息，计算当前像素点的运动检测信息 motion :motion = m(n，i，j)_edgek*final_edgen，其中，0 ^ edgek ^ 100。
12.根据权利要求1所述的运动检测方法，其特征在于，获取所述当前像素点的运动检测信息包括计算所述图像组的当前像素点的运动信息m(n，i，j)，所述图像组的当前像素点的运动信息与当前像素点及其邻域内的像素点在图像组内对应的像素点的像素值相关；计算所述当前像素点的交织度量信息badwn，所述当前像素点的交织度量信息与前向交织和后向交织相关；综合所述当前像素点的运动信息和交织度量信息，计算当前像素点的运动检测信息 motion :motion = m(n，i，j)+weavek*badwn，其中，0 ^ weavek ^ 100。
13.根据权利要求5至12任一项所述的运动检测方法，其特征在于，所述图像为YUV图像，所述当前像素点的运动信息m(n，i，j)包括所述当前像素点在亮度空间内的运动信息 my(n, i，j)和在色度空间内的运动信息mu,v(n，i，j)，其中，
14.根据权利要求5至8任一项所述的运动检测方法，其特征在于，所述M为4，所述当前像素点的修正运动信息根据下述公式计算motionn = max (m(n，i，j)，m(n_l，i，j))，或者，motionn = max (m (n，i，j)，motionn—》。
15.根据权利要求5至8任一项所述的运动检测方法，其特征在于，所述M为5，所述当前像素点的修正运动信息根据下述公式计算motionn = max (m(n，i，j)，m(n_l，i，j)，motionn_2)， 或者，motionn = max (m(n, i，j)，motionn—” motionn_2)， 或者，motionn = max (m(n，i，j)，m(n_l，i，j)，m(n_2，i，j))。
16.根据权利要求5或7或9或11所述的运动检测方法，其特征在于，所述当前像素点的边界信息final—edg 根据下述公式计算
17.根据权利要求5或8或9或12所述的运动检测方法，其特征在于，所述当前像素点的交织度量信息badwn根据下述公式计算
18.一种运动检测装置，其特征在于，包括获取单元，用于分别获取当前像素点及其邻域内的像素点在图像组内对应的像素点的像素值，所述图像组包括至少两个图像；计算单元，用于根据获取的所述当前像素点及其邻域内的像素点在图像组内对应的像素点的像素值获取所述当前像素点的运动检测信息；确定单元，用于根据所述当前像素点的运动检测信息确定所述当前像素点的运动情况。
19.根据权利要求18所述的运动检测装置，其特征在于，所述图像为隔行图像，所述至少两个图像分别为极性相同的场。
20.根据权利要求18所述的运动检测装置，其特征在于，所述邻域为方形区域、圆形区域或不规则形状区域。
21.根据权利要求18所述的运动检测装置，其特征在于，所述邻域为以所述当前像素点为中心的方形区域。
22.根据权利要求18所述的运动检测装置，其特征在于，所述计算单元包括运动信息计算单元，用于计算所述图像组的当前像素点的运动信息m(n，i，j)，所述图像组的当前像素点的运动信息与当前像素点及其邻域内的像素点在图像组内对应的像素点的像素值相关；运动信息修正单元，用于计算所述当前像素点的修正运动信息motionn，所述当前像素点的修正运动信息与M个相邻场的图像组内与当前像素点对应的像素点的运动信息相关，M彡4 ；边界信息计算单元，用于计算所述当前像素点的边界信息final_edgen，所述当前像素点的边界信息与当前像素点及其邻域内的像素点在当前场的像素值相关；交织信息计算单元，用于计算所述当前像素点的交织度量信息badwn，所述当前像素点的交织度量信息与前向交织和后向交织相关；信息综合单元，用于综合所述当前像素点的修正运动信息、边界信息和交织度量信息， 计算当前像素点的运动检测信息motion motion = motionn+weavek 氺 badwn_edgek 氺 final_edgen， 其中，0 ( weavek ( 100,0 ( edgek ( 100。
23.根据权利要求18所述的运动检测装置，其特征在于，所述计算单元包括运动信息计算单元，用于计算所述图像组的当前像素点的运动信息m(n，i，j)，所述图像组的当前像素点的运动信息与当前像素点及其邻域内的像素点在图像组内对应的的像素点的像素值相关；运动信息修正单元，计算所述当前像素点的修正运动信息motiorv所述当前像素点的修正运动信息与M个相邻场的图像组内与当前像素点对应的像素点的运动信息相关， M ^ 4，所述当前像素点的修正运动信息为所述当前像素点的运动检测信息。
24.根据权利要求18所述的运动检测装置，其特征在于，所述计算单元包括运动信息计算单元，用于计算所述图像组的当前像素点的运动信息m(n，i，j)，所述图像组的当前像素点的运动信息与当前像素点及其邻域内的像素点在图像组内对应的像素点的像素值相关；运动信息修正单元，用于计算所述当前像素点的修正运动信息motionn，所述当前像素点的修正运动信息与M个相邻场的图像组内与当前像素点对应的像素点的运动信息相关， M彡4 ；边界信息计算单元，用于计算所述当前像素点的边界信息final_edgen，所述当前像素点的边界信息与当前像素点及其领域内的像素点在当前场的像素值相关；信息综合单元，用于综合所述当前像素点的修正运动信息和边界信息，计算当前像素点的运云力检测信息motion :motion = motionn_edgek*final_edgen,其中，0 彡 edgek 彡 100。
25.根据权利要求18所述的运动检测装置，其特征在于，所述计算单元包括运动信息计算单元，用于计算所述图像组的当前像素点的运动信息m(n，i，j)，所述图像组的当前像素点的运动信息与当前像素点及其邻域内的像素点在图像组内对应的像素点的像素值相关；运动信息修正单元，用于计算所述当前像素点的修正运动信息motionn，所述当前像素点的修正运动信息与M个相邻场的图像组内与当前像素点对应的像素点的运动信息相关， M彡4 ；交织信息计算单元，用于计算所述当前像素点的交织度量信息badwn，所述当前像素点的交织度量信息与前向交织和后向交织相关；信息综合单元，用于综合所述当前像素点的修正运动信息和交织度量信息，计算当前像素点的运动检测信息motion :motion = motionn+weavek*badwn,其中,0 ( weavek ( 100。
26.根据权利要求18所述的运动检测装置，其特征在于，所述计算单元包括运动信息计算单元，用于计算所述图像组的当前像素点的运动信息m(n，i，j)，所述图像组的当前像素点的运动信息与当前像素点及其邻域内的像素点在图像组内对应的像素点的值相关；边界信息计算单元，用于计算所述当前像素点的边界信息final_edgen，所述当前像素点的边界信息与当前像素点及其领域内的像素点在当前场的像素值相关；交织信息计算单元，用于计算所述当前像素点的交织度量信息badwn，所述当前像素点的交织度量信息与前向交织和后向交织相关；信息综合单元，用于综合所述当前像素点的运动信息、边界信息和交织度量信息，计算当前像素点的运动检测信息motion motion = m(n, i, j)+weavek*badwn_edgek*final_edgen, 其中，0 ( weavek ( 100,0 ( edgek ( 100。
27.根据权利要求18所述的运动检测装置，其特征在于，所述计算单元包括运动信息计算单元，用于计算所述图像组的当前像素点的运动信息m(n，i，j)，所述图像组的当前像素点的运动信息与当前像素点及其邻域内的像素点在图像组内对应的像素点的像素值相关；检测信息确定单元，用于以所述图像组的当前像素点的运动信息作为所述当前像素点的运动检测信息。
28.根据权利要求18所述的运动检测装置，其特征在于，所述计算单元包括运动信息计算单元，用于计算所述图像组的当前像素点的运动信息m(n，i，j)，所述图像组的当前像素点的运动信息与当前像素点及其邻域内的像素点在图像组内对应的像素点的像素值相关；边界信息计算单元，用于计算所述当前像素点的边界信息final_edgen，所述当前像素点的边界信息与当前像素点及其领域内的像素点在当前场的像素值相关；信息综合单元，用于综合所述当前像素点的运动信息和边界信息，计算当前像素点的运动检测信息 motion :motion = m(n, i, j) _edgek*final_edgen,其中,0 ^ edgek ^ 100。
29.根据权利要求18所述的运动检测装置，其特征在于，所述计算单元包括运动信息计算单元，用于计算所述图像组的当前像素点的运动信息m(n，i，j)，所述图像组的当前像素点的运动信息与当前像素点及其邻域内的像素点在图像组内对应的像素点的像素值相关；度量信息计算单元，用于计算所述当前像素点的交织度量信息badwn，所述当前像素点的交织度量信息与前向交织和后向交织相关；信息综合单元，用于综合所述当前像素点的运动信息和交织度量信息，计算当前像素点的运动检狈Ij信息 motion :motion = m(n，i，j)+weavek*badwn，其中，0 < weavek < 100。
全文摘要
一种运动检测方法和装置，所述运动检测方法包括分别获取当前像素点及其邻域内的像素点在图像组内对应的像素点的像素值，所述图像组包括至少两个图像；根据获取的所述当前像素点及其邻域内的像素点在图像组内对应的像素点的像素值获取所述当前像素点的运动检测信息；根据所述当前像素点的运动检测信息确定所述当前像素点的运动情况。本发明的技术方案可以提高运动检测的准确性。
文档编号G06T7/20GK102509311SQ20111037454
公开日2012年6月20日 申请日期2011年11月21日 优先权日2011年11月21日
发明者徐杰, 钟声 申请人:华亚微电子(上海)有限公司