CN103123725A - 图像分析装置及分析方法 - Google Patents

Abstract

一种图像分析装置，包括图像获取模块、亮度对比模块、背景模型调整模块以及背景模型生成模块。该图像获取模块用于获取多个图像。该亮度对比模块比较当前图像亮度与前预定数量图像的亮度平均值的变化幅度，并将亮度变化幅度与预定的第一阈值以及大于第一阈值的第二阈值进行比较，在该亮度变化幅度大于该第一阈值且小于该第二阈值时，该背景模型调整模块对当前的背景模型进行调整，在比较该亮度变化幅度大于该第二阈值时，该背景模型生成模块生成一新的背景模型。本发明还提供一种图像分析方法。通过本发明的图像分析装置及方法，可随着图像亮度的变化调整背景模型，从而准确地将背景模型与前景图像分离。

Description

图像分析装置及分析方法

技术领域

本发明涉及一种分析装置，特别涉及一种图像分析装置及分析方法。

背景技术

目前，对于特定场所的监控，通常需要将监控图像分为固定不变的背景模型（例如固定建筑物、街道等）以及前景图像（例如人、车辆等），从而对该前景图像进行单独监控分析。例如，在测经过一路口的车辆的车速时，则需要将车辆作为前景图像分离出来，而马路则作为背景模型，从而，在后续获取的一系列图像中，对比该背景模型，则可将每一图像中车辆等前景图像分离出来，通过对比每一图像中的车辆位置的变化以及图像获取的时间间隔，则可确定车辆速度。然而，现有技术中，都是将获取到的影像与一固定不变的背景模型进行对比，而将前景图像分离出来，当影像的亮度等参数变化时，与该固定的背景模型对比，往往无法准确地将前景图像分离出来。

发明内容

本发明提供一种图像分析装置及分析方法，在获取的图像亮度变化时，仍然可以将图像的背景模型以及前景图像准确地分离。

一种图像分析装置包括一图像获取模块、一亮度对比模块、一背景模型调整模块以及一背景模型生成模块。该图像获取模块，用于获取多个图像。该亮度对比模块，用于比较当前图像亮度与前预定数量图像的亮度平均值的变化幅度，并将亮度变化幅度与预定的第一阈值以及第二阈值进行比较，其中该第二阈值大于该第一阈值，在该亮度对比模块比较该亮度变化幅度大于该第一阈值且小于该第二阈值时，判断该背景模型需要调整，在该亮度对比模块比较该亮度变化幅度大于该第二阈值时，确认该背景模型需要重新生成。该背景模型调整模块，用于在该亮度对比模块判断该背景模型需要调整时对当前的背景模型进行调整。该背景模型生成模块，用于在亮度对比模块确认该背景模型需要重新生成时，生成一新的背景模型。

一种图像分析方法，包括步骤：a）获取多个图像；b）计算当前图像的亮度值以及与当前图像前预定数量个图像的平均亮度值；c）比较当前图像的亮度值相对该预定数量图像的平均亮度值的变化幅度是否大于第一阈值，如果小于第二阈值，则返回步骤b）；d）如果大于第一阈值，则继续比较当前图像的亮度值相对该预定数量图像的平均亮度值的的变化幅度是否大于第二阈值；e）如果小于第二阈值，则对当前背景模型进行调整；d）如果大于第二阈值，则生成一新的背景模型。

本发明的图像分析装置及方法，可随着图像亮度的变化而改变图像中的背景模型，从而使得背景模型能准确分离出来，以便于后续的分析。

附图说明

图1为本发明第一实施方式中图像分析装置的内部架构图。

图2为本发明其他实施方式中一图像划分的示意图。

图3为本发明第一实施方式中图像分析方法的流程图。

主要元件符号说明

图像分析装置	1
		摄像装置	2
图像获取模块	10
		亮度对比模块	20
背景模型调整模块	30
		背景模型生成模块	40
图像	IM
		区域	A
步骤	S301~S306

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

请参阅图1，为本发明第一实施方式中图像分析装置1的模块示意图。该图像分析装置1与一摄像装置2连接，用于对摄像装置2摄取的一系列图像进行分析，将该系列图像中的背景模型以及前景图像分离出来，从而通过对比该系列图像中的前景图像，而进行后续的分析，例如，在背景技术中介绍的分析车辆的车速等。该摄像装置2可为摄影机、照相机等。

该图像分析装置1包括一图像获取模块10、一亮度对比模块20、一背景模型调整模块30以及一背景模型生成模块40。

该影像获取模块10用于获取摄像装置2摄取的多个图像。显然，当该摄像装置2为摄影机时，摄像装置2摄取的视频为多帧图像组成，该影像获取模块10获取的为一系列的帧图像，当摄像装置2为照相机时，可每间隔一定时间拍摄一幅图像，该影像获取模块10获取的则为一系列静态图像。

该亮度对比模块20用于比较当前图像亮度与前预定数量图像（例如，当前图像的前100张图像，显然，在当前图像的前若干图像数量小于该预定数量时，则为当前图像的前面的所有图像）的亮度平均值的变化幅度，并将亮度变化幅度与预定的第一阈值以及第二阈值进行比较，其中该第二阈值大于该第一阈值。在该亮度对比模块20比较该亮度变化幅度大于该第一阈值且小于该第二阈值时，确认该背景模型需要调整，在该亮度对比模块20比较该亮度变化幅度大于该第二阈值时，确认该背景模型需要重新生成。该背景模型调整模块30在该亮度对比模块20确认该背景模型需要调整时，对当前的背景模型进行调整。该背景模型调整模块30在该亮度对比模块20确认该背景模型需要重新生成时，生成一新的背景模型。

具体的，该亮度对比模块20根据各个图像中每个像素点的亮度进行平均计算得到相应图像的亮度值，然后计算当前图像的前预定数量图像的平均亮度值，并将当前图像亮度值与该前预定数量图像的平均亮度值进行比较得到一变化幅度。同样的，当该亮度对比模块20确定该变化幅度大于第一阈值而小于第二阈值，则确认需要对当前背景模型进行调整，当该变化幅度大于第二阈值时，则确认需要重新生成背景模型。

该背景模型调整模块30在确认当前的背景模型需要调整时，则将当前的背景模型的亮度相应的增加或减小该变化幅度，从而对当前的背景模型进行调整。该背景模型生成模块40在确认当前的背景模型需要重新生成时，则根据图像获取模块10获取的先前预定数目（例如100张）的图像，计算该预定数目图像的亮度的平均值，并基于该亮度平均值生成一新的背景模型。

在其他实施方式中，如图2所示，该亮度对比模块20将影像获取模块10获取的一系列图像中的每一图像IM划分成若干区域A，并计算每一区域A的亮度，然后计算当前图像IM前预定数量图像的相同区域A的平均亮度，然后将当前图像IM的每一区域A的亮度与前预定数量图像对应区域A的平均亮度进行比较，确定当前图像IM的每一区域A相对于前预定数量图像对应区域的平均亮度的变化幅度。当判断超过一预定数值（例如80%）的区域A的变化幅度大于该第一阈值，则确认当前的背景模型需要调整，当判断超过该预定数值的区域A的平均亮度的变化幅度大于该第二阈值，则确认需要生成一新的背景模型。其中，该亮度对比模块20计算每一区域A的亮度可为计算该区域A所有像素点亮度的平均值，众所周知，每一像素点由红绿蓝三个像素单元构成，该亮度对比模块20计算每一区域A的亮度可为计算该区域A内所有红色像素单元的亮度平均值等。

该背景模型调整模块30在确认当前的背景模型需要调整时，则确定当前图像IM各个区域的变化幅度的平均值而得到当前图像的平均变化幅度，并将当前的背景模型的亮度相应的增加或减小该平均变化幅度，从而对当前的背景模型进行调整。例如，当前图像IM相对上一图像的平均变化幅度为增加一亮度值时，则背景模型调整模块30将当前的背景模型的亮度增加该亮度值，而若当前图像IM相对上一图像的变化幅度为减小一亮度值时，则背景模型调整模块30将当前的背景模型的亮度减小该亮度值。从而对当前的背景模型进行调整。

该背景模型生成模块40在确认当前的背景模型需要重新生成时，则根据图像获取模块获取的前预定数目的图像，通过每一图像的各个区域的亮度值计算得到每一图像的参考亮度，并根据每一图像的参考亮度计算该预定数目图像的亮度的平均值，并基于该亮度平均值生成一新的背景模型。其中，该新的背景模型的亮度与该亮度平均值相一致。

显然，当亮度对比模块20确定该变化幅度小于第一阈值时，则确认不需要对背景模型进行调整或更新。

从而，本发明中，当图像亮度变化超过预定值时，背景模型也会相应调整或变化，从而可以准确地分离出图像中的背景模型与前景图像。

请参阅图3，为本发明第一实施方式中图像分析方法的流程图，该图像分析方法应用于如图1所示的图像分析装置。首先，图像获取模块10从摄像装置2处获取图像（步骤S301）。

亮度对比模块20计算当前图像的亮度值以及与当前图像前预定数量个图像的平均亮度值（S302）。

亮度对比模块20比较当前图像的亮度值相对该预定数量图像的平均亮度值的变化幅度是否大于第一阈值，如果否，则返回执行步骤S302，如果是，则执行步骤S304（S303）。

亮度对比模块20继续比较当前图像的亮度值相对该预定数量图像的平均亮度值的的变化幅度是否大于第二阈值，如果否，则执行步骤S305，如果是，则执行步骤S306（S304）。

背景模型调整模块30对当前背景模型进行调整（S305），其中，该调整具体为将当前的背景模型的亮度相应的增加或减小该变化幅度，从而对当前的背景模型进行调整。

背景模型生成模块40生成一新的背景模型（S306），其中，具体为，根据图像获取模块10获取的先前预定数目（例如100张）的图像，计算该预定数目图像的亮度的平均值，并基于该亮度平均值生成一新的背景模型。

Claims (9)

1.一种图像分析装置，包括：

一图像获取模块，用于获取多个图像；

一亮度对比模块，用于比较当前图像亮度与前预定数量图像的亮度平均值的变化幅度，并将亮度变化幅度与预定的第一阈值以及第二阈值进行比较，其中该第二阈值大于该第一阈值，在该亮度对比模块比较该亮度变化幅度大于该第一阈值且小于该第二阈值时，确认该背景模型需要调整，在该亮度对比模块比较该亮度变化幅度大于该第二阈值时，确认该背景模型需要重新生成；

一背景模型调整模块，用于在该亮度对比模块确认该背景模型需要调整时对当前的背景模型进行调整；以及

一背景模型生成模块，用于在亮度对比模块确认该背景模型需要重新生成时，生成一新的背景模型。

2.如权利要求1所述的图像分析装置，其特征在于，该亮度对比模块将影像获取模块获取的一系列图像中的每一图像划分成若干区域，并计算每一区域的亮度，然后计算当前图像前预定数量图像的相同区域的平均亮度，然后将当前图像的每一区域的亮度与前预定数量图像对应区域的平均亮度进行比较，确定当前图像的每一区域相对于前预定数量图像对应区域的平均亮度的变化幅度；当判断超过一预定数值的区域的变化幅度大于该第一阈值，则确认当前的背景模型需要调整，当判断超过该预定数值的区域的平均亮度的变化幅度大于该第二阈值，则确认需要生成一新的背景模型。

3.如权利要求2所述的图像分析装置，其特征在于，该背景模型调整模块对当前的背景模型进行调整具体为：在确认当前的背景模型需要调整时，则计算当前图像各个区域的变化幅度的平均值而得到当前图像的平均变化幅度，并将当前的背景模型的亮度相应的增加或减小该平均变化幅度，从而对当前的背景模型进行调整。

4.如权利要求2所述的图像分析装置，其特征在于，该背景模型生成模块在确认当前的背景模型需要重新生成时，则根据图像获取模块获取的前预定数目的图像，通过每一图像的各个区域的亮度值计算得到每一图像的参考亮度，并根据每一图像的参考亮度计算该预定数目图像的亮度的平均值，并基于该亮度平均值生成一新的背景模型。

5.如权利要求1所述的图像分析装置，其特征在于，该亮度对比模块根据各个图像中每个像素点的亮度进行平均计算得到相应图像的亮度值，然后计算当前图像的前预定数量图像的亮度的平均值而得到一平均亮度值，并将当前图像亮度值与该预定数量图像的平均亮度值进行比较得到一变化幅度，当该亮度对比模块确定该该变化幅度大于第一阈值而小于第二阈值，则确认需要对当前背景模型进行调整，当该变化幅度大于第二阈值时，则确认需要重新生成背景模型。

6.如权利要求5所述的图像分析装置，其特征在于，该背景模型生成模块在确认当前的背景模型需要重新生成时，则根据图像获取模块获取的前预定数目的图像，计算该预定数目图像的亮度的平均值，并基于该亮度平均值生成一新的背景模型。

7.一种图像分析方法，包括步骤：

a）获取多个图像；

b）计算当前图像的亮度值以及与当前图像前预定数量个图像的平均亮度值；

c）比较当前图像的亮度值相对该预定数量图像的平均亮度值的变化幅度是否大于第一阈值，如果小于第二阈值，则返回步骤b）；

d）如果大于第一阈值，则继续比较当前图像的亮度值相对该预定数量图像的平均亮度值的的变化幅度是否大于第二阈值；

e）如果小于第二阈值，则对当前背景模型进行调整；

d）如果大于第二阈值，则生成一新的背景模型。

8.如权利要求7所述的图像分析方法，其特征在于，该步骤e）具体包括：

将当前的背景模型的亮度相应的增加或减小该变化幅度，从而对当前的背景模型进行调整。

9.如权利要求7所述的图像分析方法，其特征在于，该步骤d）具体包括：

根据图像获取模块获取的先前预定数目的图像，计算该预定数目图像的亮度的平均值，并基于该亮度平均值生成一新的背景模型。

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