[发明专利]一种基于ViBe和三帧差分融合的目标检测方法在审

专利信息
申请号: 201910687826.2 申请日: 2019-07-29
公开(公告)号: CN110580709A 公开(公告)日: 2019-12-17
发明(设计)人: 张江鑫;李若玥;杨惠 申请(专利权)人: 浙江工业大学
主分类号: G06T7/246 分类号: G06T7/246;G06T5/00;G06T7/194
代理公司: 33241 杭州斯可睿专利事务所有限公司 代理人: 王利强
地址: 310014 浙江省*** 国省代码: 浙江;33
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摘要:
搜索关键词: 检测图像 帧差 算法 原始输入图像 高斯金字塔 与操作 改进 图像 高分辨率检测 连通域分析 处理图像 低分辨率 动态背景 放大处理 孔洞填充 目标检测 前景图像 合并 鲁棒性 小区域 样本点 自适应 分辨率 平滑 鬼影 去噪 去除 融合 检测 更新
【权利要求书】:

1.一种基于ViBe和三帧差分融合的目标检测方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:

S1:对视频的原始输入图像进行高斯金字塔变换,通过像素采样的方式,生成低分辨率图像W0(x,y)和高分辨率图像W1(x,y);

S2:采用改进的ViBe算法分别对两个图像进行检测,输出两个检测图像V0(x,y)、V1(x,y);

S3:对低分辨率检测图像V0(x,y)进行去噪、平滑及放大处理后得到与高分辨率检测图像V1(x,y)相同尺度的图像M0(x,y),再通过与操作将图像M0(x,y)和V1(x,y)合并得到图像M1(x,y);

S4:对原始输入图像采用改进的三帧差分法进行检测得到图像M2(x,y),与图像M1(x,y)通过与操作合并;

S5:采用基于连通域分析法的小区域去除和孔洞填充对S4中得到的图像进行处理,得到最终的前景图像。

2.根据权利要求1所述的一种基于ViBe和三帧差分融合的目标检测方法,其特征在于,所述步骤S1中,通过高斯金字塔分解得到高低两个分辨率的图像,W1(x,y)为底层图像,W0(x,y)为顶层图像,设底层图像分辨率为M×N,则顶层图像分辨率为M/2×N/2。

3.根据权利要求1或2所述的一种基于ViBe和三帧差分融合的目标检测方法,其特征在于,所述步骤S2中,改进的ViBe算法的过程如下:

S21:将视频第一帧作为背景模型,并从该帧中每个像素点周围的5*5像素的24邻域中随机选取20个点作为样本集;

S22:用建好的背景模型进行前景检测,取样本集的均值为v(x)表示当前像素点的值,根据公式计算样本集的标准差得到自适应阈值R1=k·s,k的取值为[0.5,0.6],以任一像素点为中心,以阈值R1为半径的圆形区域内包含与该像素欧式距离小于R1的所有点,统计个数与设定的某阈值进行比较,大于该阈值则为前景点,否则是背景点;

S23:对模型进行更新,新增更新因子1/2α,每个背景点以1/α的概率更新自己的模型样本值,同时也以1/α的概率更新其8邻域像素点的样本值,剩下的像素点以1/2α的概率更新。

4.根据权利要求1或2所述的一种基于ViBe和三帧差分融合的目标检测方法,其特征在于,所述步骤S3中,对低分辨率检测图像V0(x,y)进行3*3的中值滤波去噪,开操作,再上采样得到图像M0(x,y),M0(x,y)的分辨率是V0(x,y)的4倍,再通过与操作将图像M0(x,y)和V1(x,y)合并得到图像M1(x,y)。

5.根据权利要求1或2所述的一种基于ViBe和三帧差分融合的目标检测方法,其特征在于,所述步骤S4中,从视频序列中读取连续的三帧图像fi-1(x,y),fi(x,y),fi+1(x,y)。前两帧图像进行差分运算,并设定一个自适应阈值进行二值化处理得到图像Di-1,i(x,y),后两帧图像进行异或运算得到图像Di,i+1(x,y),为了防止空洞,图像Di-1,i(x,y)和Di,i+1(x,y)进行或操作得到图像M2(x,y),再和图像M1(x,y)通过与操作合并。

6.根据权利要求1或2所述的一种基于ViBe和三帧差分融合的目标检测方法,其特征在于,所述步骤S5中,对S4得到的图像采用腐蚀、膨胀操作连接目标并滤除小噪声点,再采用连通域分析法去除小区域并填充孔洞得到最终的前景图像。

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