專利名稱:一種視頻背景快速更新方法
技術領域:
本發明屬于視頻圖像處理技術領域,具體涉及一種視頻背景快速更新方法。
背景技術:
基于視頻監控的目標檢測技術發展很快,由于檢測區域靈活,系統設置簡單等突出的優點,已成為領域內的研究熱點。監控系統中用到的技術主要是計算機視頻處理。視頻處理可以解釋為應用計算機視覺以及圖像分析方法對圖像序列進行運動檢測、運動目標分類、運動目標跟蹤以及對監控場景中的目標行為進行分析。運動目標的檢測主要有以下幾種算法:(I)光流法:光流是指圖像亮度模式的表觀運動。但是亮度比較均勻的區域或者亮度值相同的點都無法確定其運動的對應性,但是運動時卻可以觀察到,這就說明光流與運動場不一定是唯一對應的,即有光流不一定就是運動物體產生的,反之物體發生了運動也不一定會產生光流。且這種方法計算復雜度較高,時間復雜度也較大,實時性和實用性都不強。(2)幀間差分法:是利用視頻序列中的連續兩幀或者幾幀圖像的差異來進行目標檢測,可以很好的適應存在多個目標和攝像頭移動的情況。但這種方法的處理效果和圖像的采樣頻率以及被檢測物體的運動速度有關。如果運動速度過快或者兩幀之間時間間隔較長,可能造成兩幀之間無覆蓋區域;而運動速度過小或者兩幀之間的時間間隔很小,可能造成兩幀之間的過覆蓋,從而導致檢測出來的運動目標存在大面積的空洞。(3)背景差分法:因為背景差分法簡單、實時性強,檢測準確,逐漸成為目標運動目標檢測算法中最常用且有較大發展潛力的方法,其檢測效果主要是依賴背景建模技術。在實際應用中,背景是一個漸變的過程,自然場景中背景的動態變化如晃動的樹葉、變化的光照以及波紋水面等如果不及時更新,都會對目標檢測產生較大影響。還有一種情況即場景中原本沒有的物體,經過一段時間后停留在場景中;場景中原本存在的物體經過一段時間后離開監控區域。這兩種情況都因為過程迅速且明顯,會對后續的目標檢測造成較大的影響。中國專利《交通視頻監控中的背景更新方法和車輛目標提取方法》,CN201110388110.6,是將當前幀和前景圖取邊緣圖像再相與,以共同的白色像素點個數來判斷更新速率。此方法當場景中沒有目標時對背景進行快速更新,但卻無法解決目標長期停留在區域內的背景更新問題。若判斷權值選取的小,對長時間靜止的車輛更新不是很明顯,在根據權值緩慢更新的過程中,物體由于顏色不均勻所以每一部分更新效果不同,在此過程中目標會有一個整體變成若干個小塊,從而造成對目標各個部分再次畫框計數的情況。若判斷權值選取的大,會將運動的目標快速更新進背景,不符合實際應用場景。
發明內容
本發明針對上述技術問題,為了克服現有技術的不足,提供了一種視頻背景快速更新方法。所述方法針對現有技術中移出物和移進物更新緩慢、不及時的缺陷,采用基于間隔多幀的圖像間相與然后異或方法,對監控區域中長時間停留或者逃逸出去的物體進行快速更新。本發明為解決上述技術問題,采用如下技術方案:一種視頻背景快速更新方法,包括如下步驟:步驟A、開始讀取視頻幀,任取一種背景建模的方法,獲得初始背景圖像;步驟B、進行背景快速更新判決;其步驟如下:步驟B1、在獲取背景圖像的基礎上,取得當前幀圖像和對比幀圖像;步驟B2、用背景減法得到當前幀中的前景圖,并二值化;步驟B3、用背景減法 得到對比幀中的前景圖,并二值化;步驟B4、將二值化后的當前幀前景圖與對比幀前景圖進行相與操作;步驟B5、將二值化后的當前幀前景圖與對比幀前景圖進行異或操作;步驟B6、對相與及異或操作后得到的圖像分別進行前景像素點掃描,若相與操作之后的圖像中像素點大于第一預定值S,且異或操作之后的圖像中像素值小于第二預定值T,則執行步驟C ;否則返回步驟A ;步驟C、完成背景快速更新;更新方法如下:Bfd-ank+aBHBk為更新后背景圖像,Ik為當前幀,Bk^1為更新前背景圖像,a為更新權值,O ^ a ^ 10所述步驟B中,所述對比幀圖像指的是當前幀之前間隔N幀的那幀圖像,N的取值取決于監控范圍以及監控物體的運動速度,以同一監控物體在當前幀和當前幀之前的第N幀,在當前的監控區域無重疊,且沒有離開監控區域為準;N為自然數。所述步驟B6中,所述第一預定值S設定為200,第二預定值T設定為400。本發明的有益效果是:本發明提出了一種視頻背景快速更新方法。所述方法通過將當前幀圖像的二值化前景圖與對比幀圖像的二值化前景圖分別進行相與和異或操作,對操作后的圖像遍歷,根據像素點的數量決定背景更新的判決條件。本發明解決了現有更新方法中監控區域內移出物和移進物在逐漸更新過程中留下虛影導致視頻畫面模糊的問題,能夠實現背景的快速更新;對初始模糊背景適應性強,在背景更新判決并更新后立刻獲得一個理想背景并一直保持;無論任何區域視頻監控,都可以對場景中符合判定條件的移出物和移進物目標立刻更新,不留下虛影,對其他的目標跟蹤不產生影響,且方法簡單準確,實時性強。
圖1是本發明的背景更新判決的流程圖。
具體實施例方式為了更加詳細的描述本發明提出的一種視頻背景快速更新方法,結合附圖,舉例說明如下:下面對本發明一種視頻背景快速更新方法的較佳實施例進行詳細闡述,以使本發明的優點和特征能更易于被本領域技術人員理解,從而對本發明的保護范圍做出更為清楚明確的界定。本發明按下列步驟進行:步驟A、開始讀取視頻幀,任取一種背景建模的方法,獲得初始背景圖像;步驟B、進行背景快速更新判決,具體步驟如下:B1、在獲得背景圖像的基礎上,當前幀減去背景,獲得前景圖,對此前景圖用任一種自適應閾值的方法二值化(即前景為白色,背景為黑色),得到圖像Frimgl ;B2、獲取當前幀圖像的前面的第N幀,此幀減去背景,獲得此幀的前景圖,對此前景圖用任一種自適應閾值的方法二值化,得到圖像Frimg2 ;B3、將圖像Frimgl與Frimg2相與,得到圖像AFrimg,對此圖像掃描,記下前景像素點個數為ka ;B4、將圖像Frimgl與Frimg2異或,得到圖像YFrimg,對此圖像掃描,記下前景像素點個數為ky ;B5、若Ka大于第一預定值S且ky小于第二預定值T,則執行步驟C,此處ka大于第一預定值S,說明本幀與間隔N幀的圖像存在重合的目標,可能是移進物體或者是原本處于監控區域但逃逸出去的物體;而間隔多幀的兩幅圖像異或之后,應該在結果圖像上產生兩個一樣的目標,所以若ky小于第二預定值T,說明目前場景中不存在正在運動的目標,ka與ky兩個判定條件 結合說明當前場景中存在移進物或移出物并且沒有其他的運動物體。若Ka小于第一預定值S說明場景中沒有靜止的物體,ky大于第二預定值T說明場景中存在運動的目標,這兩種情況下背景都不應該迅速的更新,返回步驟A。C、完成背景快速更新;更新方法如下:Bfd-aUk+aBHBk為更新后背景圖像,Ik為當前幀,Bk^1為更新前背景圖像,a為更新權值,O ^ a ^ 10以上所述僅為本發明的較佳可行實施例,非因此局限本發明的專利范圍,本發明還可以有其它實施方法,故凡運用本發明說明書及圖示內容所為的同等替換或等效變換形成的技術方案,均包含于本發明要求保護的的范圍內。
權利要求
1.一種視頻背景快速更新方法,其特征在于,包括如下步驟: 步驟A、開始讀取視頻幀,任取一種背景建模的方法,獲得初始背景圖像; 步驟B、進行背景快速更新判決;其步驟如下: 步驟B1、在獲取背景圖像的基礎上,取得當前幀圖像和對比幀圖像; 步驟B2、用背景減法得到當前幀中的前景圖,并二值化; 步驟B3、用背景減法得到對比幀中的前景圖,并二值化; 步驟B4、將二值化后的當前幀前景圖與對比幀前景圖進行相與操作; 步驟B5、將二值化后的當前幀前景圖與對比幀前景圖進行異或操作; 步驟B6、對相與及異或操作后得到的圖像分別進行前景像素點掃描,若相與操作之后的圖像中像素點大于第一預定值S,且異或操作之后的圖像中像素值小于第二預定值T,則執行步驟C ;否則返回步驟A ; 步驟C、完成背景快速更新;更新方法如下: Bk= (1-a) Ik+aBj^ Bk為更新后背景圖像,Ik為當前幀,Bk^1為更新前背景圖像,a為更新權值,O ^ a ^ 10
2.如權利要求1所述的一種視頻背景快速更新方法,其特征在于,所述步驟B中,所述對比幀圖像指的是當前幀之前間隔N幀的那幀圖像,N的取值取決于監控范圍以及監控物體的運動速度,以同一監控物體在當前幀和當前幀之前的第N幀,在當前的監控區域無重疊,且沒有離開監控區域為準;N為自然數。
3.如權利要求1所述的一種視頻背景快速更新方法,其特征在于,所述步驟B6中,所述第一預定值S設定為200, 第二預定值T設定為400。
全文摘要
本發明提出了一種視頻背景快速更新方法。所述方法通過將當前幀圖像的二值化前景圖與對比幀圖像的二值化前景圖分別進行相與和異或操作,對操作后的圖像遍歷,根據像素點的數量決定背景更新的判決條件。本發明解決了現有更新方法中監控區域內移出物和移進物在逐漸更新過程中留下虛影導致視頻畫面模糊的問題,能夠實現背景的快速更新;對初始模糊背景適應性強,在背景更新判決并更新后立刻獲得一個理想背景并一直保持;無論任何區域視頻監控,都可以對場景中符合判定條件的移出物和移進物目標立刻更新,不留下虛影,對其他的目標跟蹤不產生影響,且方法簡單準確,實時性強。
文檔編號G06T7/20GK103209321SQ20131011701
公開日2013年7月17日 申請日期2013年4月3日 優先權日2013年4月3日
發明者韓光, 李曉飛, 王美芹 申請人:南京郵電大學