專利名稱：一種雙門限場面運動目標檢測系統的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于視頻檢測和民航場面監視技術領域，具體地說，尤其是一種基于視頻圖像的場面運動目標檢測系統，涉及視頻背景的提取、運動目標檢測與分割等一系列方法及系統。
背景技術：
場面目標跟蹤是機場場面監視領域的關鍵技術，其中基于視頻圖像的場面運動目標監視方法是該領域一個重要的技術方向。在完成背景提取后，分割門限值的選取直接影響到運動目標的檢測和跟蹤效果。當采用單一的固定門限值或自適應門限值時，由于視頻圖像受場景內容及成像噪聲的影響，難以實現前景與背景的完整區分，前景目標的檢測和跟蹤效果不穩定。例如，當門限值較低時會出現噪聲淹沒前景目標的現象，運動目標的檢測和跟蹤完全失效；當門限值較高時，噪聲會被很好的消除，但也可能正確的前景目標也被抑制掉，尤其是場面上較小的運動目標。現有成熟的目標檢測和跟蹤技術中，門限值的選取通常采用固定門限值或自適應門限值等方法。固定門限值方法具有實現簡單、計算速度快等特點，適合簡單的場景。但當遇到較復雜的場景及光照變化、目標與背景顏色接近時往往檢測失敗，該方法自適應性較差。自適應門限值方法在門限選取策略上考慮背景和前景的差異，根據灰度統計信息選取某個比例的灰度作為門限值進行背景和前景目標的分割。該方法常用在基于對比度分析的目標檢測和跟蹤中，對于天空背景下目標的檢測和跟蹤有很好的效果，但對于復雜的地面場景卻并不理想。
發明內容本實用新型的目的是為了解決機場場面復雜背景和光照條件下運動目標檢測和跟蹤的準確性、穩定性問題，提供了一種效果較好的雙門限目標檢測與跟蹤方法和系統，可以方便地應用的實際系統中。為解決上述技術問題，本實用新型的雙門限場面目標檢測跟蹤方法采用以下步驟實現1.提取視頻幀亮度分量，并對亮度分量進行背景初始化和更新；2.提取當前幀的亮度分量并與背景進行差分，得到的灰度差分圖像記為 GrayDiff ；3.統計灰度差分圖像GrayDiff的均值萬和標準方差σ ；4.根據第3步的計算結果，分別設定低門限和高門限值T1 = Ε+ΑσTh = 5 + 10σ ；5.將灰度差分圖像GrayDiff分別按低門限和高門限值進行二值化得到運動目標的粗分割結果；6.對二值化后的圖像進行腐蝕和膨脹操作去除噪聲；7.統計高門限二值化圖像中像素面積J大于kTH的所有區域，并記為kM ；8.統計高門限二值化圖像中每個Aii對應的低門限二值化圖像區域中像素面積J 大于Ak的所有區域，并記為A7i ；9.對低門限二值化圖像中標記為的A7區域進行標定并作為場面目標的坐標。如圖2，本系統有視頻采集單元(含本地視頻采集單元和遠程視頻采集單元)、場面目標檢測模塊、網路交換機/路由器、視頻解碼器、視頻存儲服務器和DVR、視頻采集單元控制模塊和顯示單元構成。視頻采集模塊包含本地視頻采集設備和遠程視頻采集設備，具體指本地攝像機和遠程攝像機。本地視頻采集設備以局域網方式通過交換機/路由器與視頻解碼器連接，遠程視頻采用設備通過互聯網或專用網絡與視頻解碼器連接。視頻解碼器完成對本地或遠程視頻碼流的解碼，并將解碼數據發送給視頻預處理模塊，同時將視頻碼流復制給視頻存儲服務器和DVR設備。視頻存儲服務器和DVR負責視頻碼流的記錄，供記錄回放使用。視頻預處理模塊包括視頻幀抽取、視頻/圖像的預處理(包括圖像降噪、畫質增強、分辨率調整、畫面裁剪等)和幀存控制。視頻預處理模塊負責向場面運動目標檢測模塊發送待處理數據。場面運動目標檢測模塊對視頻/圖像的內容采用雙門限場面運動目標檢測方法實現對目標的檢測及坐標標定。場面運動目標檢測模塊的檢測結果直接發送給顯示單元。顯示單元負責將場面運動目標檢測模塊的檢測結果疊加在對應的視頻/圖像上， 并將最終結果送給各顯示設備。顯示設備包含投影、液晶屏、CRT顯示器和筆記本終端等。 視頻采集單元控制模塊實現對視頻采集設備的參數控制(如曝光時間、光圈大小、視頻/圖像格式、壓縮標準、工作模式等)，通過交換機/路由器以局域網、互聯網或專用網的方式進行通信控制。系統的硬件設備連接如圖所示。綜上所述，由于采用了上述技術方案，本實用新型的有益效果是提供了一種效果較好的雙門限目標檢測與跟蹤方法，可以方便地應用的實際系統中。
本實用新型將通過例子并參照附圖的方式說明，其中圖1是本實用新型檢測方法流程圖。圖2是本實用新型系統硬件框圖。
具體實施方式
以下結合附圖，對本實用新型作詳細的說明。為了使本實用新型的目的、技術方案及優點更加清楚明白，
以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。如圖2，所述系統包括視頻采集模塊、場面目標檢測模塊、網路交換機/路由器、顯示設備；所述視頻采集模塊包含本地視頻采集設備和遠程視頻采集設備，具體指本地攝像機和遠程攝像機；所述的本地視頻采集設備通過交換機/路由器與視頻解碼器連接，所述的遠程視頻采集設備通過互聯網或專用網絡與視頻解碼器連接；所述的顯示設備包含投
4影、液晶屏、CRT顯示器和筆記本終端。 以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。
權利要求1. 一種雙門限場面運動目標檢測系統，其特征在于所述系統包括視頻采集模塊、場面目標檢測模塊、網路交換機/路由器、顯示設備；所述視頻采集模塊包含本地視頻采集設備和遠程視頻采集設備；所述的本地視頻采集設備通過所述的網路交換機/路由器與視頻解碼器連接，所述的遠程視頻采集設備通過互聯網或專用網絡與視頻解碼器連接；所述的顯示設備包含投影、液晶屏、CRT顯示器和筆記本終端。
專利摘要本實用新型公開了一種基于視頻圖像的場面運動目標檢測系統，涉及視頻背景的提取、運動目標檢測與分割等一系列系統。所述系統包括視頻采集模塊、場面目標檢測模塊、網路交換機/路由器、顯示設備;本實用新型的有益效果是提供了一種效果較好的雙門限目標檢測與跟蹤系統，可以方便地應用的實際系統中。
文檔編號H04N5/225GK202043209SQ20112008975
公開日2011年11月16日 申請日期2011年3月31日 優先權日2011年3月31日
發明者劉昌忠, 吳敏, 王娟, 王正寧 申請人:中國民用航空總局第二研究所