[发明专利]一种改进的ViBe室内实时前景检测方法及存储介质

说明书

本发明提供一种改进的ViBe室内实时前景检测方法及存储介质，在ViBe算法的基础上加入了帧间变化率计算以及基于帧间变化率调整随机因子的背景更新策略来抑制由于时空传播机制带来的“鬼影”和孔洞问题，以及利用基于帧间变化率和感知哈希算法的光照检测来判断是否存在光照突变，如果发生光照突变则重新构建背景模型，较为有效的克服了ViBe算法的各种问题。本发明的有益效果：该方法在不牺牲原ViBe算法对于前景检测的实时性的基础上，有效抑制“鬼影”和孔洞现象，在较大程度上提升了算法的检测能力，并且增强了对光照变化的鲁棒性，相比ViBe算法更适用于室内环境的前景检测。

技术领域

本发明涉及移动目标检测领域，尤其涉及一种改进的ViBe室内实时前景检测方法及存储介质。

背景技术

近年来，视频监控技术被越来越多的应用于国家和社会公共安全、航空航天等重要领域以及许多民用领域。在无人值守的区域安装视频监控系统，可以有效地排除安全隐患，及时预警，避免事故的发生。目前普遍采用的智能视频监控算法以前景检测(移动目标检测，前景提取)算法为主，前景检测是从图像序列中提取前景目标的一种技术。

ViBe算法是一种针对像素级建立背景模型并和当前帧作背景差分的前景检测算法。该算法利用像素在同一区域内具有相近像素值这一特点，仅选取视频的第一帧图像进行背景初始化。ViBe算法包含背景建模、前景检测和背景模型更新三个步骤。在具体运用的过程中也面临一些挑战：(1)在实际的检测过程中会存在一些常见问题，如由于背景模型更新时采用的时空传播机制造成的“鬼影”、孔洞等不利现象；(2)由于室内空间的特殊性，人为的开关灯和窗户、拉窗帘等操作使用都会使室内的光照强度在全局上有一个较大的改变，因此算法必须对光照变化有着较好的鲁棒性，需要有一个较为综合的解决方案。

发明内容

本发明要解决的主要技术问题是解决传统ViBe算法造成的“鬼影”和孔洞问题以及对光照变化鲁棒性差的问题，为了解决上述问题，本发明提供了一种改进的ViBe室内实时前景检测方法，在不牺牲原ViBe算法对于前景检测的实时性的基础上，运用基于帧间变化率的随机因子调整策略有效抑制由于背景更新中时空传播机制造成的“鬼影”和和孔洞问题，并且通过基于帧间变化率和感知哈希算法的光照突变检测方法加强了算法对于光照突变的鲁棒性，相比ViBe算法更适用于室内环境的前景检测。

根据本发明的一个方面，本发明提供了一种改进的ViBe室内实时前景检测方法，包括以下步骤：

S1：接收视频流并进行解码、预处理，得到逐帧视频图像的灰度图像；

S2：监测当前帧视频图像的帧数，判断是否为视频首帧，若是，则进行前景检测算法的背景模型建立并进入S1，否则，进入S3；

S3：通过当前帧灰度图像与前一帧灰度图像计算帧间变化率；

S4：判断是否发生光照突变，若是，则重新进行S2中的背景模型建立并进入步骤S1，否则，进入S5；

S5：获取当前帧视频图像的前景检测结果；

S6：基于S3得到的帧间变化率，根据帧间变化率调整策略更新背景模型；

S7：判断是否存在下一帧视频图像，若是，则进入S1，否则，检测流程结束。

优选地，S1中，接收视频流并解码、预处理的步骤包括：

S11：接收视频流并进行解码，获得逐帧的视频图像队列；

S12：对视频图像队列中的单帧视频图像进行灰度化转换，得到单帧视频图像的灰度图；

S13：利用高斯、中值滤波对灰度图去噪，得到去噪后的灰度图。

优选地，S2中，背景模型的建立步骤包括：

S21：获取视频的第一帧灰度图像，为每一像素点构建一个最大容量为N的样本集合；