[发明专利]基于动态背景自适应的改进ViBe背景建模方法

权利要求书

1.一种基于动态背景自适应的改进ViBe背景建模方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)采用第一帧图像中的像素点x的像素值初始化背景模型，设置初始决策阈值和更新率；

(2)从第二帧开始，连续提取帧差图像子块的标准差Dstd作为图像动态背景表述特征；

(3)根据ViBe前景修正标准差Dstd值；

(4)连续提取M幅帧差图像子块的修正后的标准差Dstd集合表征动态背景，进一步采用该集合的均值作为该子块所有像素的时空动态背景特征，即TSD特征；

(5)当图像像素的时空动态背景特征为动态背景时，增大决策阈值，降低更新率；为静态背景时，则减小决策阈值；

(6)根据步骤(5)得到的决策阈值和更新率，利用反馈机制不断地更新背景模型数据；

(7)获取视频前景目标，并将该前景目标的图像进行形态学后处理。

2.如权利要求1所述的基于动态背景自适应的改进ViBe背景建模方法，其特征在于，所述步骤(1)中利用第一帧图像中的任一像素点x，采用所述像素点x的像素值初始化背景模型，其计算公式为

B(x)＝{B₀(x₀),B₁(x₁),…B_i(x_i),…,B_N(x_N)}①

式中，B_i(x_i)为背景模型的样本，即将第一帧图像的像素采样N次作为背景模型，初始化背景模型的N个背景值完全一样。

3.如权利要求1所述的基于动态背景自适应的改进ViBe背景建模方法，其特征在于，所述步骤(2)中从第二帧开始连续提取帧差图像，提取公式为

D(i,j)＝|I_t(i,j)-I_t-1(i,j)|②

同时将帧差图像D分为8×8像素的子块，连续提取帧差图像子块的标准差Dstd作为图像动态背景表述特征。

4.如权利要求1所述的基于动态背景自适应的改进ViBe背景建模方法，其特征在于，所述步骤(3)根据ViBe前景将前景像素点的Dstd值设定为0，从而得到修正后的Dstd，实现降低前景块的干扰，后续Dstd均为修正后的值。

5.如权利要求1所述的基于动态背景自适应的改进ViBe背景建模方法，其特征在于，所述步骤(4)连续提取M幅帧差图像子块的修正后的标准差Dstd集合表征动态背景，其计算公式为

S(i,j)＝{D_std⁰(i,j),D_std¹(i,j),…,D_stdⁱ(i,j),…D_std^M(i,j)}③

提取上述集合的均值TSD作为背景动态性的标准函数，即为

TSD(i,j)＝(D_std⁰(i,j)+D_std¹(i,j)…,D_std^M(i,j))/M④

TSD即为时空动态背景特征。

6.如权利要求1所述的基于动态背景自适应的改进ViBe背景建模方法，其特征在于，所述步骤(5)的动态背景特征的决策阈值可以设定为

T(i,j)＝T₀+n*TSD(i,j)⑤

其中T₀为提前预设定一个阈值，n为动态调整整数；

动态更新率可以设定为

U(i,j)＝1/(U₀+TSD(i,j))⑥

其中U₀为提前预设定一个阈值。

7.如权利要求1所述的基于动态背景自适应的改进ViBe背景建模方法，其特征在于，所述步骤(6)根据步骤(5)得到的决策阈值和更新率，利用反馈机制反复不断地调整参数，同时针对当前帧检测到背景像素，利用随机算法更新背景模型的数据。

8.如权利要求1所述的基于动态背景自适应的改进ViBe背景建模方法，其特征在于，所述步骤(7)根据决策阈值提取视频前景目标，将提取到的前景图像，采用形态学进行开运算、填洞和闭运算。