[发明专利]一种用于监控系统视频的关键帧提取方法及其系统

权利要求书

1.一种用于监控系统视频的关键帧提取方法，所述方法包括如下步骤：

a) 利用背景差分法提取视频中含有运动对象的关键帧序列；

b) 基于联合直方图计算所述关键帧序列中相邻两帧的相似度，并提取相似性小于阈值的关键帧，将其加入关键帧集合中；

c) 判断所述关键帧集合中相邻两个关键帧的标号是否小于一定间隔，若是则删除其中信息熵小的关键帧，更新所述关键帧集合。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤a中，所述背景差分法中使用具有两个高斯模型的高斯混合背景模型来建立背景模型。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤a中通过检测变化像素，来检测帧中是否有运动对象。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在步骤a中，在所述高斯混合背景模型中，若某一象素当前强度值为                                                ，则该象素属于两个背景模型的概率计算公式如下式：

   (1)

其中分别表示所述两个高斯模型公式，和分别是在时刻的所述两个高斯模型的协方差和均值。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在步骤a中，在进行检测所述变化像素时还进行邻域像素模型符合性检测。

6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，检测所述变化像素的方法如下，将当前待处理帧的每个像素的强度值与其对应的两个背景像素模型的均值做差处理，若差值大于设定的阈值即判定为所述变化像素。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在所述高斯混合模型模型H_k中，计算所述每个当前待处理帧的像素是否是所述变化像素的计算公式如下：

      (2)       

其中为系数常量。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，计算所述每个当前待处理帧的像素是否是所述变化像素的计算公式如下：

(3)   。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤a中，对于因背景变化而在前景中形成的很多小尺寸的像素块，通过尺寸滤波对其加以消除，来降低监控系统背景模型的错误。

10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤b还包括如下步骤：

b1)将所述关键帧序列中的首个关键帧作为当前关键帧；

b2)将所述当前关键帧放入关键帧集合中；

b3)从所述关键帧序列中取出下一帧作为比较关键帧；

b4)对所述当前关键帧与所述比较关键帧的相似性进行计算；

b5)判断相似性是否小于第二阈值，是则进入步骤b6；否则进入步骤b7；

b6)将所述比较关键帧作为所述当前关键帧，并将其加入所述关键帧集合中；

b7)检测所述比较关键帧是否为所述关键帧序列中的最后一帧，是则结束，所述关键帧集合即为经过初步精确后的所述关键帧序列；否则返回步骤b3继续处理。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，在步骤b4中，计算所述关键帧之间的相似性的方法是基于联合直方图的关键帧提取方法，所述方法根据联合直方图的对称性来判定图像的相似程度。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，对于大小同为的两幅图像、，对应的像素值对的联合概率表示为：

  (4)   

其中，。

13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述联合直方图的对称性定义为：

       (5)

其中，是所述联合直方图的对角线上的权值，在此为小于1的正常量，而则表示远离所述对角线元素的权重，公式中为整数。

14.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤c中，所述关键帧序列中的关键帧的图像信息熵的计算公式为：

   (6)

其中，指图像的灰度级数，表示像素的灰度值，为各灰度级出现的概率。

15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，当所述关键帧序列中的关键帧的图像为彩色图像时，使用亮度分量代替灰度级数进行所述图像信息熵的计算。