[发明专利]一种基于张量的背景减除方法及系统

说明书

本发明公开了一种基于张量的背景减除方法及系统。该方法包括：获取观测张量；对观测张量进行高阶奇异值分解，得到初始化核心张量、因子、初始化辅助张量、拉格朗日乘子以及迭代次数；将观测张量分解为背景张量和前景张量；通过基于克罗内克基表示的张量稀疏检测方法约束背景张量，通过范数约束前景张量，得到最小化问题；通过求解最小化问题，得到迭代核心张量、迭代因子、迭代辅助张量以及迭代前景张量；判断所述迭代前景张量与前景张量之间的变化是否小于预先设定的阈值；若否，更新拉格朗日乘子；若是，根据迭代核心张量和迭代因子，得到迭代背景张量；根据迭代背景张量和迭代前景张量完成前景和背景的分离。本发明能够快速准确的分离背景和前景。

技术领域

本发明涉及数字图像处理领域，特别是涉及一种基于张量的背景减除方法及系统。

背景技术

视频监控在现代城市中发挥着巨大的作用，各交通要点、景区、商场超市、楼道等地方都安装有监控。摄像机24小时工作，会产生大量的视频数据，因此对视频存储有着较大的要求。现在监控储存主要采用的方法是对视频图像进行压缩处理，但压缩视频会对视频本身的质量产生一定的影响。而视频背景减除是计算机视觉领域的一项重要技术，其目的是将视频图像中因其他因素产生的噪声和背景元素去除，从而得到感兴趣的前景目标。背景减除在监控安防领域有着广泛的应用，监控视频主要的关注点是前景的变化，为节约储存空间可以直接储存前景而忽略背景，因此想要只储存前景视频而忽略背景视频，则对背景减除方法的要求比较高。而现在的大多数背景减除方法仅仅对背景或前景一方面约束要求较高，所以前景背景分离不是很充分。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于张量的背景减除方法及系统，用以快速准确的分离背景和前景。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种基于张量的背景减除方法，所述方法包括：

获取观测张量；所述观测张量为监控视频；

对所述观测张量进行高阶奇异值分解，得到初始化核心张量、因子、初始化辅助张量、拉格朗日乘子以及迭代次数；所述因子包括第一因子、第二因子以及第三因子；

将所述观测张量分解为背景张量和前景张量；

通过基于克罗内克基表示的张量稀疏检测方法约束所述背景张量，通过范数约束所述前景张量，得到最小化问题；

通过求解最小化问题，得到迭代核心张量、迭代因子、迭代辅助张量以及迭代前景张量；

判断所述迭代前景张量与前景张量之间的变化是否小于预先设定的阈值；

若否，更新拉格朗日乘子；

若是，根据迭代核心张量和迭代因子，得到迭代背景张量；

根据所述迭代背景张量和所述迭代前景张量完成前景和背景的分离。

可选的，运用软阈值方法求解所述最小化问题，得到迭代核心张量。

可选的，通过运用vonNeumann’s trace inequality求解所述最小化问题，得到迭代因子。

可选的，通过求解最小化增广拉格朗日函数，得到迭代前景张量。

一种基于张量的背景减除系统，所述系统包括：

观测张量获取模块，用于获取观测张量；所述观测张量为监控视频；

第一分解模块，用于对所述观测张量进行高阶奇异值分解，得到初始化核心张量、因子、初始化辅助张量、拉格朗日乘子以及迭代次数；所述因子包括第一因子、第二因子以及第三因子；

第二分解模块，用于将所述观测张量分解为背景张量和前景张量；