[发明专利]视频图像的背景提取及更新方法

说明书

技术领域

本发明涉及运动目标检测技术，具体涉及视频图像的背景提取及更新方法。

背景技术

视频图像的背景提取及更新是运动目标检测和分割的基础。由于视频存在运动物体视觉目标本身及周边环境复杂多变的因素，因此获得鲁棒而高效的背景提取及更新方法，目前仍旧是计算机视觉中一个极具挑战性的研究课题。

视频中运动目标的检测和分割是计算机视觉领域的基础课题。常用的运动目标检测方法有光流法、帧差法和背景差分法等。背景差分法由于其能够完整地分割出运动对象，并且在背景构建好之后能实现实时的运动检测，因而被广泛应用于视频监视、交通自动检测等场合。背景差分法主要由背景提取、运动检测、背景更新三部分构成，其中背景提取和更新是背景差分效果好坏的基础。其中，一种常用的背景提取和更新方法是多帧平均法。

多帧平均法的思想是获取视频连续的N帧，然后对这N帧取平均值得到背景帧。多帧平均法是最经典的背景提取及更新方法，由于其非自适应性而存在的缺陷有：在初始阶段需要一定时间来获取稳定的背景，因而在此期间不能很好检测运动目标；在获取稳定的背景之后，当运动目标处于静止状态时，该方法不能实现对这类目标的检测；对外部光线的干扰比较敏感，不具有很好的鲁棒性。

发明内容

本发明的目的在于提出一种视频图像的背景提取及更新方法，其能解决鲁棒性差，背景帧趋向稳定的过程中无法检测到运动目标以及运动目标处于静止状态时无法检测的问题。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

视频图像的背景提取及更新方法，包括以下步骤：

a、用当前帧与上一背景帧相减后，对所得图像结果进行二值化，以得到背景区域和运动区域，二值化后的图像结果记为图像BKT；

b、保持图像BKT的运动区域的灰度值不变；将图像BKT的背景区域的灰度值使用当前帧的灰度值与上一背景帧的灰度值的加权平均值代替，即Bn+1(x,y)=αBn(x,y)+(1-α)In(x,y)Bn(x,y),]]>以形成新的背景帧；其中，I_n(x,y)为当前帧的灰度值，B_n(x,y)为上一背景帧的灰度值，α为加权系数，且0≤α≤1，B_n+1(x,y)为新的背景帧的灰度值。

优选的，在步骤a中，若当前帧为第T帧图像或在第T帧图像前，则当前帧与上一背景帧相减后不取绝对值，此过程可以有效消除初始背景帧对背景更新的影响，为第一阶段；若当前帧在第T帧图像后，则当前帧与上一背景帧相减后取绝对值，此过程可以有效消除外界光线对背景更新的干扰，为第二阶段。初始背景帧可以选为第一帧图像，仍然可以立刻对运动目标进行检测。T的选取标准是，根据图像处理的速度而定，使得第一阶段能完全有效的消除初始背景帧对背景更新的影响，不至于使其残留从而干扰第二阶段的背景更新。

优选的，步骤a中，二值化的阈值的取值根据运动目标的灰度值与背景的灰度值的差值而设定。