[发明专利]一种视频内多目标运动人体区域的分割方法

权利要求书

1.一种视频内多目标运动人体区域的分割方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤1)输入一个视频流文件，所述视频是用户输入的视频，将此视频分解成长度24帧的片段且顺序为原视频顺序；

步骤2)通过背景差分法逐8帧对步骤1)输入视频片段提取背景图像和当前帧图像，并对图像进行二值化，将值为1既发生运动的区域提取出最大矩形区域；

步骤3)将步骤2)提取出的矩形区域进行进一步优化，采取光流法得出光流矢量在x,y两侧的分量的u和v，通过迭代n次使光流矢量在x,y两侧的分量的u和v的迭代值un和vn小于特定值，当迭代次数大于10时提取该区域；

步骤4)将运动目标提取出并准备进一步进行行为，即对视频流的人物运动进行检测。

2.根据权利要求1所述的视频内多目标运动人体区域的分割方法，其特征在于，所述步骤2)的具体方法如下：

步骤2.1)将视频片段第1帧的图像作为背景图像f_back(x,y)；

步骤2.2)将视频在k帧的图像为f_k(x,y)，然后计算出差分图像C_k:

C_k(x,y)＝|f_back(x,y)-f_k(x,y)|；

步骤2.3)根据步骤)2.2)对差分公式进行二值化,P_k为像素点的值，设定一个闸值t，当C_k(x,y)大于该闸值，判断该像素点发生了运动，当C_k(x,y)小于该闸值，则未发生明显运动，公式如下：

步骤2.4)将P_k(x,y)为1的像素区域提取最大矩形区域并进行分割，并截取出该区域。

3.根据权利要求1所述的视频内多目标运动人体区域的分割方法，其特征在于，所述步骤3)的具体方法如下：

步骤3.1)对步骤2.4)所截取的最大矩形区域，逐帧提取该帧的灰度，及设I(x,y,t)为t帧时的灰度，u,v为光流矢量在x,y两侧的分量，即灰度一致可导出光流梯度方程

I_xu+I_yv+I_t＝0

所述I_x,I_y,I_t为像素点灰度值在下x,y,t方向的偏导；

步骤3.2)在一张光流梯度方程中，假设光流场平滑性一致可得控制平滑度的参数ε的方程：ε＝∫∫((I_xu+I_yv-I_t)²+λ(u_x²+v_x²+u_y²+v_y²))dxdy

其中λ为正则化常数

在离散的环境下点(a,b)及其领域上，根据约束方程，误差的离散量为：

e(a,b)＝[I_xu(a,b)+I_yv(a,b)+I_t]

其中u(a,b)，v(a,b)为光流矢量在点(a,b)x,y两侧的分量

根据光流平滑量s(a,b)为其与四个领域的标准差

即

得到极小化方程：

步骤3.3)对极小化方程E求u，v的偏导，且一直平滑，导数为0；得到：

其中u,v在点(a,b)处的领域平均值，ε为上文的控制平滑度的参数

通过迭代法得到：

其中uⁿ和vⁿ为光流矢量在x,y两侧的分量的u和v第n次迭代值，ε为上文的控制平滑度的参数；

初始值为0，当迭代小于某一值时迭代终止，该值为误差闸值，取u和v中值；

步骤3.4)迭代次数大于n时，迭代提取该像素区域。

4.根据权利要求3所述的视频内多目标运动人体区域的分割方法，其特征在于，所述的迭代次数n的闸值，n取为10。