[发明专利]一种基于分层匹配五元组Codebook的运动目标检测方法

摘要

本发明公开一种基于分层匹配五元组Codebook的运动目标检测方法。它包括为每一个点建立一个码本并在码本中建立若干码字；读入新的一帧图像后，每一点的像素与它的对应码本中的码字进行分层匹配计算，如果码本中存在匹配的码字，则该点为背景，否则，为前景；码字模型里引入平均亮度，并依据平均亮度对低亮度和高亮度区域分别采取不同的匹配计算方式。本发明同时提高了Codebook运动目标检测方法的准确度和速度，并解决了Codebook运动目标检测方法的低亮度区域误检问题。

主权项

一种基于分层匹配五元组Codebook的运动目标检测方法，包括如下步骤：(1)为视频图像序列的每一个像素建立一个码本；(2)用一段视频序列训练码本，即对每一像素与它的对应码本中的码字依次进行匹配计算，如果码本中存在匹配的码字，则用当前像素更新该匹配的码字；如果像素与码本中所有的码字均不匹配，则建立一个新的码字；(3)用训练好的码本进行前景检测，即每一像素与它的对应码本中的码字依次进行匹配计算，如果码本中存在匹配的码字，则判断该像素点为背景点；如果像素与码本中的所有码字均不匹配，则判断该像素点为前景点；其特征在于：步骤(1)中建立的码本C中包含L个码字C＝{ci|1≤i≤L}，第i个码字ci由RGB向量和五元组两部分组成，其中五元组中各元素的含义为：平均亮度；fi，码字被访问的频数；λi，最大不重复访问时间间隔；pi，码字第一次被访问时间；qi，码字最后一次被访问时间；并且，在步骤(2)和(3)中进行像素与码字的匹配计算时，匹配条件包括颜色扭曲度匹配和亮度匹配，匹配范围由参数颜色扭曲度匹配阈值εc和亮度匹配上下界Ihi和Ilow确定，对于高亮度和低亮度区域分别采取不同的匹配计算方式，即εc、Ihi和Ilow的计算公式如下：ϵc=χ·I‾iifI‾i>ϵϵc0=χ·ϵotherwise]]>Ihi=β·I‾i=(1+θ)·I‾iifI‾i>ϵI‾i+ϵb0=I‾i+θ·ϵotherwise]]>Ilow=α·I‾i=(1-θ)·I‾iifI‾i>ϵI‾i-ϵb0=I‾i-θ·ϵotherwise]]>其中，ε是用于判断当前像素的亮度是否是低亮度的阈值；是第i个码字中五元组中的平均亮度；χ是用于计算颜色扭曲度匹配阈值的一个变量，取值在0到1之间；εc0是在低亮度区域颜色扭曲度匹配阈值所取的定值；θ是用于计算亮度匹配上下界的一个变量，取值在0到1之间；β是在高亮度区域亮度匹配上界与平均亮度的比值，其值等于1+θ；εb0是在低亮度区域亮度匹配范围的一半，εc0和εb0共同保证在低亮度区域匹配范围不会太小，防止低亮度区域误检的出现；α是在高亮度区域亮度匹配下界与平均亮度的比值，其值等于1‑θ；以上三个公式可以合并成如下公式：其中，式中的U(x)是单位阶跃函数。