[发明专利]一种适应于动态背景的前景提取方法

摘要

本发明公开一种适应于动态背景的前景提取方法，步骤为：对相邻图像进行存储，将像素的空间纹理信息与时间上的运动信息相结合，比拟成动态纹理，提取描述动态纹理的椭圆体立体空间；将此立体空间分成三个正交平面，分别反映了像素点的空间特性与时间特性。同时使用LBP描述子对三个平面进行纹理描述，并对三个纹理特征加权求和，形成SLBP-AM描述子。最后通过对SLBP-AM描述子建立背景模型，来进行前景背景的分离，并完成模型的更新。本发明利用了空间纹理信息，能克服背景中一些微小的扰动，同时还融入了运动信息，使得那些发生了快速且较大变化的场景在变化前后拥有共同的运动模式，从而提高了背景的更新速率。

主权项

1.一种适应于动态背景的前景提取方法，其特征在于，包括以下几个步骤：第一步：对视频流中的相邻三帧图像I(x,y,t-Δt)，I(x,y,t)，I(x,y,t+Δt)进行存储，其中I(x,y,t)为当前处理帧，Δt为两帧图像的时间间隔；第二步：将像素点在时空域内的运动，比拟成动态纹理，提取一个椭圆体立体空间，具体如下：以图像I(x,y,t)中待判断的像素点(x,y)为中心，在时间轴T上以一个像素点的距离为半径，空间轴X及Y上以三个像素点的距离为半径，提取一个椭球体，作为动态纹理的变化域；第三步，在椭圆体内分析像素点的空间域上的纹理特性和时间上的运动模式，具体步骤如下：3.1）XY空间纹理的分析：在椭球体内提取XY平面，则形成了一个以当前待处理的像素点(x,y)为圆心，R_x＝R_y＝3为半径的圆，在圆上采样出6个邻域像素点，并对这6个像素点规定一个顺序，将这6个像素点与中心点(x,y)作比较，形成一个二值序列，最后根据排列的顺序求出一个LBP码，即求出像素点的空间LBP值LBP_XY；3.2）XT平面的运动模式分析：在椭球体内提取XT平面，则形成了以(x,y)为圆心，R_t＝1,R_x＝3的椭圆，在椭圆上采样出6个邻域点，并对其进行排序，同样将这6个邻域像素点的灰度值与中心像素点的灰度值进行比较，形成二值序列，最后根据排列的顺序求出一个XT平面上的LBP码，即求出像素点的空间LBP值LBP_XT；3.3）YT平面的运动模式分析：在椭球体内提取YT平面，则形成了以(x,y)为圆心，R_t＝1,R_y＝3的椭圆，在椭圆上采样出6个邻域点，并对其进行排序，同样将这6个邻域像素点的灰度值与中心像素点的灰度值进行比较，形成二值序列，最后根据排列的顺序求出一个YT平面上的LBP码，即求出像素点的空间LBP值LBP_YT；第四步：XY,XT,YT直方图的创建：经过第三步的处理，图像I(x,y,t)内每个像素点都有了三个LBP码，LBP_XY,LBP_XT,LBP_YT，接着在I(x,y,t)内以(x,y)为圆心，R_region＝6的圆内，计算三个直方图H_XY,H_XT,H_YT；第五步：时空特征的融合：在求出XY,XT,YT的特征直方图后，对三个直方图进行加权求和，得到新的描述子SLBP-AM；第六步，像素点的判断：对于新来的图像的像素点，首先计算它的SLBP-AM直方图h，与前B个背景直方图m_i采用直方图相交法进行相似度比较，若至少有一个结果大于门限值T_P，则判断该像素点为背景点，否则为前景点；其中T_P∈[0,1]，反应了两个直方图的相似程度，越相似，T_P值越大；第七步：模型的更新：对于每个像素点，将计算得到的SLBP-AM直方图与K个直方图模型用与上一步同样的方法进行相似度比较，若每个值都低于设定阈值T_P，则将拥有最小权重的直方图模型用代替，并赋予一个最小的权重，若能找到匹配的模型，则将相似度最高的直方图模型以及权重进行更新；第八步：对于每新来一帧，则重复第六步和第七步。