CN104079798B - 图像检测方法、装置及一种视频监控系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种图像检测方法、装置及一种视频监控系统，用以提高视频监控系统对目标物体的检测效率和准确性。本发明提供的一种图像检测方法包括：对当前帧图像进行检测，确定当前帧图像的掩膜图像中的前景标记；确定所述前景标记的搜索区域；通过在当前帧图像之前的图像所对应的掩膜图像的所述搜索区域中查找前景标记，识别所述当前帧图像的掩膜图像中的前景标记所对应的前景是否为目标物体。

Description

图像检测方法、装置及一种视频监控系统

技术领域

本发明涉及图像处理技术领域，尤其涉及图像检测方法、装置及一种视频监控系统。

背景技术

智能视频监控系统能够对视频图像进行自动分析识别，识别出目标物体，从而提高工作效率，减少人为操作。而前景检测是智能视频监控系统的核心技术之一。

所谓前景检测，即是将前景（即检测的目标物体）从当前帧图像中提取出来，即通过减背景处理，将当前帧图像中的背景图像减去，经得到的结果进行二进制转换，从而得到只有白色区域和黑色区域构成的掩膜图像，其中，白色区域为前景标记，用于标记前景，即目标物体图像，实现视频监控。

分别参见图1、图2和图3，其中，图1所示为当前帧图像，图2所示为背景图像，背景图像中的物体长时间保持不变，将当前帧图像逐个像素地与背景图像进行相减处理，然后再将结果进行二进制转换，即进行上述的减背景处理后，得到图3所示的掩膜图像，图3中只有黑白两种颜色，其中的白色区域即前景标记，黑色部分即背景标记，分别用于标记前景和背景。

现有技术中的光照检测，大多是利用纹理不变性进行检测，通过比较当前帧图像和背景图像的纹理来检测图像中的前景，这种检测方法不但复杂、效率低，而且准确性也不高，例如，对于图像中的光照往往会误检测为目标物体，从而出现假报警。

另外，由于现有技术是对图像中出现的前景进行运动历史的跟踪记录，如果某一前景有对应的运动历史的跟踪记录，则会判断为目标物体，否则，如果某一前景是突然出现在某一帧图像中的，没有对应的运动历史的跟踪记录，则会判断为光照。因此现有技术还无法检测出遮挡物体。例如，参见图4，图中的手是目标物体，从左边第一幅图开始出现，第二幅图中还有手的图像，因此，对于这只手，会对应有运动历史的跟踪记录，会被识别为目标物体，但是，对于第三幅图，手的图像消失，原来手下遮挡的卡片在第三幅图中突然出现，而对于该卡片而言没有相应的运动历史的跟踪记录，因此按照现有技术会被识别为光照，从而也会出现假报警。

发明内容

本发明实施例提供了一种图像检测方法、装置及一种视频监控系统，用以提高视频监控系统对目标物体的检测效率和准确性。

本发明实施例提供的一种图像检测方法包括：

对当前帧图像进行检测，确定当前帧图像的掩膜图像中的前景标记；

确定所述前景标记的搜索区域；

通过在当前帧图像之前的图像所对应的掩膜图像的所述搜索区域中查找前景标记，识别所述当前帧图像的掩膜图像中的前景标记所对应的前景是否为目标物体。

本发明实施例提供的一种图像检测装置包括：

掩膜图像确定单元，用于对当前帧图像进行检测，确定当前帧图像的掩膜图像中的前景标记；

搜索区域确定单元，用于确定所述前景标记的搜索区域；

判断分析单元，用于通过在当前帧图像之前的图像所对应的掩膜图像的所述搜索区域中查找前景标记，识别所述当前帧图像的掩膜图像中的前景标记所对应的前景是否为目标物体。

本发明实施例提供的一种视频监控系统包括所述的图像检测装置。

本发明实施例，对当前帧图像进行检测，确定当前帧图像的掩膜图像中的前景标记；确定所述前景标记的搜索区域；通过在当前帧图像之前的图像所对应的掩膜图像的所述搜索区域中查找前景标记，识别所述当前帧图像的掩膜图像中的前景标记所对应的前景是否为目标物体，从而可以提高视频监控系统对目标物体图像的检测效率和准确性，适用于视频监控系统的实时监测。另外，对于图4中所示的应用场景，本发明实施例对于第三幅图中突然出现的卡片（即之前被手遮挡的物体），也可以识别为目标物体，而不会被识别为光照，从而也提高了检测的准确性。

附图说明

图1为视频监控系统采集的当前帧图像的示意图；

图2为视频监控系统中的背景图像的示意图；

图3为利用图2所示背景图像对图1所示的视频监控系统采集的当前帧图像进行减背景处理后得到的掩膜图像的示意图，其中白色区域即前景标记，用于标记前景；

图4为视频监控系统的实际应用场景的示意图；

图5为本发明实施例提供的一种图像检测方法的流程示意图；

图6为本发明实施例提供的一种视频监控系统的实际应用场景的示意图；

图7为本发明实施例提供的一种掩膜图像的搜索区域示意图；

图8为本发明实施例提供的另一种掩膜图像的搜索区域示意图；

图9为本发明实施例提供的一种不适用最小外包矩形搜索区域的掩膜图像的示意图；

图10为本发明实施例提供的一种利用掩膜图像的搜索区域识别目标物体的示意图；

图11为本发明实施例提供的一种信号接收装置的结构示意图。

具体实施方式

本发明实施例提供了一种图像检测方法、装置及一种视频监控系统，用以提高视频监控系统对目标物体的检测效率和准确性。

下面结合附图对本发明实施例提供的技术方案进行说明。

参见图5，本发明实施例提供的一种图像检测方法包括：

S101、对当前帧图像进行检测，确定当前帧图像的掩膜图像中的前景标记；

S102、确定所述前景标记的搜索区域；

S103、通过在当前帧图像之前的图像所对应的掩膜图像的所述搜索区域中查找前景标记，识别所述当前帧图像的掩膜图像中的前景标记所对应的前景是否为目标物体。

较佳地，通过在当前帧图像的前N帧图像所对应的掩膜图像的所述搜索区域中查找前景标记，识别所述当前帧图像的掩膜图像中的前景标记所对应的前景是否为目标物体，其中，所述N为预设的大于或等于1的自然数。

为了提高准确性和图像检测效率，较佳地，1≤N≤5。

为了进一步提高准确性和图像检测效率，较佳地，所述N等于1。

较佳地，所述搜索区域为：所述当前帧图像的掩膜图像中的前景标记所占区域的最小外包矩形区域，或者所述当前帧图像的掩膜图像中的前景标记所占区域。

其中，所述前景标记所占区域的形状，即整个前景标记的外部轮廓的形状。

或者，确定所述前景标记的搜索区域包括：

将所述前景标记在当前帧图像之前的图像的掩膜图像中的相同位置区域确定为第一区域；

在所述第一区域以及所述第一区域之外的预设范围内确定所述前景标记的搜索区域。

较佳地，在所述第一区域以及所述第一区域之外的预设范围内确定所述前景标记的搜索区域，包括：

将所述第一区域分别向上、下、左、右移动预设距离，分别得到第二区域、第三区域、第四区域和第五区域；

分别计算第一区域、第二区域、第三区域、第四区域和第五区域中前景标记在每一区域中所占比例，选取比例最大的区域为所述前景标记的搜索区域。从而使得图像检测更加准确。

较佳地，其中所述的预设距离为第一区域的面积的平方根的四分之一。

较佳地，通过在当前帧图像之前的图像所对应的掩膜图像的所述搜索区域中查找前景标记，识别所述当前帧图像的掩膜图像中的前景标记所对应的前景是否为目标物体，包括：

判断当前帧图像之前的图像所对应的掩膜图像的所述搜索区域中是否存在前景标记，如果是，则确定所述当前帧图像的掩膜图像中的前景标记所对应的前景为目标物体；否则，确定所述当前帧图像的掩膜图像中的前景标记所对应的前景为光照。

或者，通过在当前帧图像之前的图像所对应的掩膜图像的所述搜索区域中查找前景标记，识别所述当前帧图像的掩膜图像中的前景标记所对应的前景是否为目标物体，包括：

确定当前帧图像之前的图像所对应的掩膜图像的所述搜索区域中的前景标记所占区域的面积与所述搜索区域的面积的比值；

将所述比值与预设阈值进行比较，当所述比值大于或等于预设阈值时，确定所述当前帧图像的掩膜图像中的前景标记所对应的前景为目标物体；否则，确定所述当前帧图像的掩膜图像中的前景标记所对应的前景为光照。

下面结合附图，给出几个具体的举例说明。

例如，一个实际应用场景如图6所示，其中，左边的图为前一帧图像，右边的图为当前帧图像，实际上，图中的门禁卡为目标物体，右图中左下角中的亮点为光照。

那么，对于搜索区域的确定，以及通过在当前帧图像之前的图像所对应的掩膜图像的所述搜索区域中查找前景标记，识别所述当前帧图像的掩膜图像中的前景标记所对应的前景是否为目标物体，可以采用如下几种方式：

方式一：

参见图7，图中的白色区域为前景标记所占区域，那么，其中的矩形区域即搜索区域，左边的图为前一帧图像的掩膜图像，右边的图为当前帧图像的掩膜图像，在确定搜索区域时，先在当前帧图像的掩膜图像中，确定前景标记所占区域的最小外包矩形区域，然后在前一帧图像的掩膜图像的同一矩形区域位置处寻找前景标记，可见，对于图中较大的矩形区域（左上方），在前一帧图像的掩膜图像中可以找到前景标记，则判定当前帧图像的掩膜图像中该矩形区域对应的前景标记是目标物体；而对于图中较小的矩形区域（左下方）在前一帧图像的掩膜图像中没有找到前景标记，则判定当前帧图像的掩膜图像中该矩形区域对应的前景标记是光照。

或者，在前一帧图像的掩膜图像中的相同位置处（矩形内部区域），统计前景标记区域的面积，如果统计得到的面积与该矩形区域面积的比值小于阈值T,则判定当前帧图像的掩膜图像中该矩形区域对应的前景标记是光照；否则，可以判定当前帧图像的掩膜图像中该矩形区域对应的前景标记是目标物体。其中，T的取值可以按照实际应用进行设置，例如T大于或等于0.4，且小于1。

方式二：

同理，参见图8，图中的白色区域为前景标记所占区域，那么，按照白色区域的外部轮廓圈起来的区域即搜索区域，左边的图为前一帧图像的掩膜图像，右边的图为当前帧图像的掩膜图像，在确定搜索区域时，先在当前帧图像的掩膜图像中，将按照白色区域的外部轮廓圈起来的区域确定为搜索区域，然后在前一帧图像的掩膜图像的同一搜索区域位置处寻找前景标记，可见，对于图中较大的区域（左上方），在前一帧图像的掩膜图像中可以找到前景标记，则判定当前帧图像的掩膜图像中该搜索区域对应的前景标记是目标物体；而对于图中较小的矩形区域（左下方）在前一帧图像的掩膜图像中没有找到前景标记，则判定当前帧图像的掩膜图像中该搜索区域对应的前景标记是光照。

或者，在前一帧图像的掩膜图像中的相同位置处（轮廓内部区域）统计前景标记区域的面积，如果统计得到的面积与轮廓区域面积之比小于阈值T，则判定当前帧图像的掩膜图像中该轮廓区域对应的前景标记是光照；否则，可以判定当前帧图像的掩膜图像中该轮廓区域对应的前景标记是目标物体。其中，T的取值可以按照实际应用进行设置，例如T大于或等于0.4，且小于1。

需要说明的是，参见图9，对于狭长物体，不适用上述方式一确定搜索区域，因为，矩形区域内的前景标记所占面积与矩形搜索区域面积的比值往往会小于T，从而导致将该狭长物体误判为光照，因此此时最好采用方式二来确定搜索区域，从而提高识别的准确性。

方式三：

所述搜索区域还可以为：按照所述前景标记所占区域分别向上、下、左、右进行扩展得到的区域，其中，较佳地，扩展的距离为所述前景标记所占区域的面积的平方根的四分之一。这种方式，可以适用与运动物体的检测，相当于根据物体的运动轨迹，查找对应的搜索区域，从而更加准确可靠地识别出对应的目标物体。

另外，本发明实施例提供的技术方案，还可以识别出遮挡物，而不会误判为光照，例如，对于图4所示的应用场景，当采用本发明实施例提供的技术方案进行图像识别时，参见图10，从左到右，依次为第一帧图像、第二帧图像和第三帧图像（当前帧图像）的掩膜图像，按照上述方式一确定搜索区域，则在当前帧图像的前一帧图像的掩膜图像中可以找到前景标记，因此，按照本发明实施例提供的技术方案，对图4中当前帧图像突然出现的卡片，即原来被手遮挡住的卡片，可以识别为目标物体，而不会被识别为光照。

与上述方法相对应地，参见图11，本发明实施例提供的一种图像检测装置，包括：

掩膜图像确定单元11，用于对当前帧图像进行检测，确定当前帧图像的掩膜图像中的前景标记；

搜索区域确定单元12，用于确定所述前景标记的搜索区域；

判断分析单元13，用于通过在当前帧图像之前的图像所对应的掩膜图像的所述搜索区域中查找前景标记，识别所述当前帧图像的掩膜图像中的前景标记所对应的前景是否为目标物体。

较佳地，所述判断分析单元13通过在当前帧图像的前N帧图像所对应的掩膜图像的所述搜索区域中查找前景标记，识别所述当前帧图像的掩膜图像中的前景标记所对应的前景是否为目标物体，其中，所述N为预设的大于或等于1的自然数。

较佳地，1≤N≤5。

较佳地，所述N等于1。

较佳地，所述搜索区域为：所述当前帧图像的掩膜图像中的前景标记所占区域的最小外包矩形区域，或者所述当前帧图像的掩膜图像中的前景标记所占区域。

较佳地，所述搜索区域确定单元12具体用于：

将所述前景标记在当前帧图像之前的图像的掩膜图像中的相同位置区域确定为第一区域；

在所述第一区域以及所述第一区域之外的预设范围内确定所述前景标记的搜索区域。

较佳地，所述搜索区域确定单元12在所述第一区域以及所述第一区域之外的预设范围内确定所述前景标记的搜索区域时，具体用于：

将所述第一区域分别向上、下、左、右移动预设距离，分别得到第二区域、第三区域、第四区域和第五区域；

分别计算第一区域、第二区域、第三区域、第四区域和第五区域中前景标记在每一区域中所占比例，选取比例最大的区域为所述前景标记的搜索区域。

较佳地，其中所述预设距离为第一区域的面积的平方根的四分之一。

较佳地，所述判断分析单元13具体用于：判断当前帧图像之前的图像所对应的掩膜图像的所述搜索区域中是否存在前景标记，如果是，则确定所述当前帧图像的掩膜图像中的前景标记所对应的前景为目标物体；否则，确定所述当前帧图像的掩膜图像中的前景标记所对应的前景为光照。

较佳地，所述判断分析单元13具体用于：确定当前帧图像之前的图像所对应的掩膜图像的所述搜索区域中的前景标记所占区域的面积与所述搜索区域的面积的比值；将所述比值与预设阈值进行比较，当所述比值大于或等于预设阈值时，确定所述当前帧图像的掩膜图像中的前景标记所对应的前景为目标物体；否则，确定所述当前帧图像的掩膜图像中的前景标记所对应的前景为光照。

本发明实施例提供的一种视频监控系统，包括所述的图像检测装置。

综上所述，本发明实施例，对当前帧图像进行检测，确定当前帧图像的掩膜图像中的前景标记；确定所述前景标记的搜索区域；通过在当前帧图像之前的图像所对应的掩膜图像的所述搜索区域中查找前景标记，识别所述当前帧图像的掩膜图像中的前景标记所对应的前景是否为目标物体，从而可以提高视频监控系统对目标物体图像的检测效率和准确性，适用于视频监控系统的实时监测。另外，对于图4中所示的应用场景，本发明实施例对于第三幅图中突然出现的卡片（即之前被手遮挡的物体），也可以识别为目标物体，而不会被识别为光照，从而也提高了检测的准确性。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质（包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等）上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备（系统）、和计算机程序产品的流程图和／或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和／或方框图中的每一流程和／或方框、以及流程图和／或方框图中的流程和／或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (11)

1.一种图像检测方法，其特征在于，该方法包括：

对当前帧图像进行检测，确定当前帧图像的掩膜图像中的前景标记；

确定所述前景标记的搜索区域；

通过在当前帧图像之前的图像所对应的掩膜图像的所述搜索区域中查找前景标记，识别所述当前帧图像的掩膜图像中的前景标记所对应的前景是否为目标物体；

通过在当前帧图像之前的图像所对应的掩膜图像的所述搜索区域中查找前景标记，识别所述当前帧图像的掩膜图像中的前景标记所对应的前景是否为目标物体，包括：

判断当前帧图像之前的图像所对应的掩膜图像的所述搜索区域中是否存在前景标记，如果是，则确定所述当前帧图像的掩膜图像中的前景标记所对应的前景为目标物体；否则，确定所述当前帧图像的掩膜图像中的前景标记所对应的前景为光照；

或者，确定当前帧图像之前的图像所对应的掩膜图像的所述搜索区域中的前景标记所占区域的面积与所述搜索区域的面积的比值；

将所述比值与预设阈值进行比较，当所述比值大于或等于预设阈值时，确定所述当前帧图像的掩膜图像中的前景标记所对应的前景为目标物体；否则，确定所述当前帧图像的掩膜图像中的前景标记所对应的前景为光照。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过在当前帧图像的前N帧图像所对应的掩膜图像的所述搜索区域中查找前景标记，识别所述当前帧图像的掩膜图像中的前景标记所对应的前景是否为目标物体，其中，所述N为预设的大于或等于1的自然数。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述搜索区域为：所述当前帧图像的掩膜图像中的前景标记所占区域的最小外包矩形区域，或者所述当前帧图像的掩膜图像中的前景标记所占区域。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，确定所述前景标记的搜索区域包括：

将所述前景标记在当前帧图像之前的图像的掩膜图像中的相同位置区域确定为第一区域；

在所述第一区域以及所述第一区域之外的预设范围内确定所述前景标记的搜索区域。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在所述第一区域以及所述第一区域之外的预设范围内确定所述前景标记的搜索区域，包括：

将所述第一区域分别向上、下、左、右移动预设距离，分别得到第二区域、第三区域、第四区域和第五区域；

分别计算第一区域、第二区域、第三区域、第四区域和第五区域中前景标记在每一区域中所占比例，选取比例最大的区域为所述前景标记的搜索区域。

6.一种图像检测装置，其特征在于，该装置包括：

掩膜图像确定单元，用于对当前帧图像进行检测，确定当前帧图像的掩膜图像中的前景标记；

搜索区域确定单元，用于确定所述前景标记的搜索区域；

判断分析单元，用于通过在当前帧图像之前的图像所对应的掩膜图像的所述搜索区域中查找前景标记，识别所述当前帧图像的掩膜图像中的前景标记所对应的前景是否为目标物体；

所述判断分析单元具体用于：

判断当前帧图像之前的图像所对应的掩膜图像的所述搜索区域中是否存在前景标记，如果是，则确定所述当前帧图像的掩膜图像中的前景标记所对应的前景为目标物体；否则，确定所述当前帧图像的掩膜图像中的前景标记所对应的前景为光照；

或者，确定当前帧图像之前的图像所对应的掩膜图像的所述搜索区域中的前景标记所占区域的面积与所述搜索区域的面积的比值；将所述比值与预设阈值进行比较，当所述比值大于或等于预设阈值时，确定所述当前帧图像的掩膜图像中的前景标记所对应的前景为目标物体；否则，确定所述当前帧图像的掩膜图像中的前景标记所对应的前景为光照。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述判断分析单元通过在当前帧图像的前N帧图像所对应的掩膜图像的所述搜索区域中查找前景标记，识别所述当前帧图像的掩膜图像中的前景标记所对应的前景是否为目标物体，其中，所述N为预设的大于或等于1的自然数。

8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述搜索区域为：所述当前帧图像的掩膜图像中的前景标记所占区域的最小外包矩形区域，或者所述当前帧图像的掩膜图像中的前景标记所占区域。

9.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述搜索区域确定单元具体用于：

将所述前景标记在当前帧图像之前的图像的掩膜图像中的相同位置区域确定为第一区域；

在所述第一区域以及所述第一区域之外的预设范围内确定所述前景标记的搜索区域。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述搜索区域确定单元在所述第一区域以及所述第一区域之外的预设范围内确定所述前景标记的搜索区域时，具体用于：

将所述第一区域分别向上、下、左、右移动预设距离，分别得到第二区域、第三区域、第四区域和第五区域；

分别计算第一区域、第二区域、第三区域、第四区域和第五区域中前景标记在每一区域中所占比例，选取比例最大的区域为所述前景标记的搜索区域。

11.一种视频监控系统，其特征在于，该系统包括权利要求6-10任一权项所述的装置。