一种结合相邻帧差法和混合高斯模型的运动目标检测方法
【专利摘要】一种结合相邻帧差法和混合高斯模型的运动目标检测方法，包括以下步骤：1）获取图像序列，包括当前帧和前一帧图像；2）对当前帧利用改进的相邻帧差法划分为临时运动区域和临时背景区域；3）对2）中产生的2个区域分别用混合高斯模型进行匹配，根据匹配结果再分成不同的区域；4）对不同区域内的高斯模型进行不同的更新；5）根据3）中产生的区域确定最后运动目标区域。在改进的相邻帧差法中加入了梯度比较和中值滤波，突出了运动目标边界和抗噪声干扰能力。对高斯混合模型的更新率改变增加了其对背景前景转换的适应性。该方法的检测结果既缓解了相邻帧差法产生的空洞问题，也消除了背景物体突然转为运动物体后产生的“影子”问题。
【专利说明】一种结合相邻帧差法和混合高斯模型的运动目标检测方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及视频图像处理领域，特别是一种视频运动目标检测方法。
【背景技术】
[0002]视频监控对于个人和公共安全是一种十分有效的手段。它通过摄像机将拍摄到的视频数据进行处理，能够使相关人员实时监控一些重要的区域场所。智能视频监控一般包括运动目标检测、目标跟踪、目标分类识别和行为分析等。所以运动目标检测是实现智能视频监控的基础，运动目标检测结果的质量将直接影响后续的处理分析。
[0003]一般运动目标检测技术是基于检测图像像素的变化。常用的运动目标检测方法有光流法、背景差分法和相邻帧差法。光流法对噪声十分敏感且计算复杂，很难实现实时处理。背景差分法对光照、天气等外界条件的变化比较敏感。基于混合高斯模型的背景差分法为每个像素建立多个高斯模型，能够提高对环境变化的适应性，但是收敛速度较慢，对于突然变化的物体会产生运动物体留下的“影子”。相邻帧差法利用相邻帧间的差异进行目标检测,算法简单且实时性好，但是会产生物体内部空洞问题。
【发明内容】
[0004]本发明克服现有技术的缺点，提出了一种结合相邻帧差法和混合高斯模型的运动目标检测方法，结合两种方法的优点，既缓解了相邻帧差法产生的空洞问题，也消除了背景物体突然转为运动物体后产生的“影子”问题，可对检测区进行准确、实时的运动目标检测。
[0005]一种结合相邻帧差法和混合高斯模型的运动目标检测方法，包括以下步骤:
[0006]I)获取图像序列，包括当前帧和前一帧图像；
[0007]2)对当前帧利用改进的相邻帧差法划分为临时运动区域和临时背景区域；
[0008]3)对2)中产生的2个区域分别用混合高斯模型进行匹配，根据匹配结果再分成不同的区域；
[0009]4)不同区域内的高斯模型进行不同的更新；
[0010]5)根据3)中产生的区域确定最后运动目标区域；
[0011]所述步骤2)包括:
[0012]a)将当前帧和前一帧相减取绝对值,设fk(x, y)和fk+1(x, y)分别表示前一帧和当前帧中坐标点(x，y)的像素值，计算它们的差分结果‘匕。:
[0013]dk (X，y) = I fk+1 (X，y) -fk (x, y)
[0014]b)计算当前帧的像素点在MXM窗口中的梯度值Gradk(X，y),当M=5:
【权利要求】
1.一种结合相邻帧差法和混合高斯模型的运动目标检测方法，其特征为，包括以下步骤: 1)获取图像序列，包括当如帧和如一帧图像； 2)对当前帧利用改进的相邻帧差法划分为临时运动区域和临时背景区域； 3)对2)中产生的2个区域分别用混合高斯模型进行匹配，根据匹配结果再分成不同的区域； 4)不同区域内的高斯模型进行不同的更新； 5)根据3)中产生的区域确定最后运动目标区域。
2.如I中所述的运动目标检测算法，其特征在于，所述步骤2)包括: a)将当前帧和前一帧相减取绝对值，设fk(x,y)和fk+1(x，y)分别表示前一帧和当前中贞中坐标点(x，y)的像素值，计算它们的差分结果4(1，7):
dk(x, y) = I fk+1 (x, y)_fk(x, y) b)计算当前帧的像素点在MXM窗口中的梯度值Gradk(X，y),当M=5:
3.如I中所述的运动目标检测算法，其特征在于，所述步骤3)包括: g)混合高斯模型中包含N个高斯模型，对于第i个高斯模型，在t时刻其参数包括:平均值μ i，t、方差和权重Wi，t，参数在第一帧图像时设定初值； h)对于像素值为Xt的像素点，判断其与某个高斯模型匹配的条件是:
Xt-U i；t_J<2.5σ.如果满足这个条件则该高斯模型与像素点匹配，如果不满足则没有匹配上，把高斯模型按照
4.如I中所述的运动目标检测算法，其特征在于，所述步骤4)包括: i)afgm区域内高斯模型的更新:
5.如I中所述的运动目标检测算法，其特征在于，所述步骤5)包括: m)综合考虑f)中计算出的运动像素点和afgu区域，重新标记连通分量后确定最终的运动目标区域。
【文档编号】G06T7/20GK103617632SQ201310586151
【公开日】2014年3月5日 申请日期:2013年11月19日 优先权日:2013年11月19日
【发明者】宦若虹, 潘赟, 於正强, 王楚 申请人:浙江工业大学