CN107067417A - Lk光流法和三帧差法结合的运动目标检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种LK光流法和三帧差法结合的运动目标检测方法，包括以下步骤：1）由金字塔型LK光流法确定出视频帧中可能存在运动目标的区域；2）利用步骤1）中确定的区域，在该区域内，三帧差分的阈值选取一个较低值，在该区域外，三帧差分的阈值则选取一个较高值，定义阈值差为较高阈值与较低阈值的差值；3）在低阈值区域，选取LK光流法计算得到的光流矢量的起始角点，将部分错误的角点信息去除掉后与三帧差分法检测得到的区域共同做为运动目标；4）在低阈值区域，通过连通分析的方式进行处理，就是指计算每个连通区域的面积，并对面积设定一个较小的阈值，若面积小于该阈值，则将滤除掉该连通区域。

Description

LK光流法和三帧差法结合的运动目标检测方法

技术领域

本发明具体涉及一种LK光流法和三帧差法结合的运动目标检测方法。

背景技术

运动目标检测就是将视频序列中的运动目标与所在的背景图像相分离，从而可以获得目标的前景，也就是确切的运动目标。它是计算机视觉研究领域的一项关键技术，属于智能视频监控与目标跟踪系统中的最底层，检测结果的优良程度与后续目标跟踪与行为理解的效果有密切关系。

目前比较常用的运动目标检测算法有背景减除法、光流法和帧间差分法。光流法是通过估计视频帧中物体运动过程中产生的运动场，并分析其变化，由于背景物体的运动场和运动物体的运动场有所区别，从而把运动目标从背景中分离出来。该方法的检测精度相对较高，但是光流场的计算却十分复杂，在不做任何改进的情况下很难达到实时性。帧间差分法的基本思想是在视频序列中的相邻两帧或者相邻三帧之间利用运动目标的差异进行差分运算，并对结果作阈值化处理并提取出运动目标，视频帧相减可以去掉灰度值未发生变化的部分。该算法最大的优点就是速度快，背景不用进行积累，而且对光照变化不敏感，算法复杂度较低，但是对环境噪声十分敏感，阈值选取较低会使噪声增大，而选取较高则会使运动目标不完整，所以既要抑制住图像中的噪声还要保留有效且完整的运动目标就有一定的困难。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种LK光流法和三帧差法结合的运动目标检测方法。

LK光流法和三帧差法结合的运动目标检测方法，包括以下步骤：

1）由金字塔型LK光流法确定出视频帧中可能存在运动目标的区域；

2）利用步骤1）中确定的区域，在该区域内，三帧差分的阈值选取一个较低值，在该区域外，三帧差分的阈值则选取一个较高值，定义阈值差为较高阈值与较低阈值的差值；

3）在低阈值区域，选取LK光流法计算得到的光流矢量的起始角点，将部分错误的角点信息去除掉后与三帧差分法检测得到的区域共同做为运动目标；

4）在低阈值区域，通过连通分析的方式进行处理，就是指计算每个连通区域的面积，并对面积设定一个较小的阈值，若面积小于该阈值，则将滤除掉该连通区域。

进一步的，LK光流法计算的具体流程如下：

1）在帧序列中应用角点检测算法检测出当前帧的所有角点；

2）利用这些角点做为特征点来计算当前帧的光流；

3）将上一步计算出的光流矢量进行阈值化处理，选取合理的阈值，去掉超出阈值范围的所有光流矢量；

4）选择合适的参数将上一步的结果做膨胀运算，之后在得到的二值化图像上做所得到图形的外接矩形，记录下相应的位置坐标，以便于可以在算法的后续过程中使用。

本发明的有益效果是：

1）分级阈值的应用使得该算法的场景通用性大大提高，减弱了噪声对检测结果产生的影响，具有很强的抗干扰能力；

2）加入的光流角点信息可以完善目标的外部轮廓，改善了原始三帧差分算法目标内部存在空洞的现象，从而得到完整的运动目标。

具体实施方式

以下具体实施例对本发明作进一步阐述，但不作为对本发明的限定。

LK光流法和三帧差法结合的运动目标检测方法，包括以下步骤：

1）由金字塔型LK光流法确定出视频帧中可能存在运动目标的区域；

2）利用步骤1）中确定的区域，在该区域内，三帧差分的阈值选取一个较低值，在该区域外，三帧差分的阈值则选取一个较高值，定义阈值差为较高阈值与较低阈值的差值；

3）在低阈值区域，选取LK光流法计算得到的光流矢量的起始角点，将部分错误的角点信息去除掉后与三帧差分法检测得到的区域共同做为运动目标；

4）在低阈值区域，通过连通分析的方式进行处理，就是指计算每个连通区域的面积，并对面积设定一个较小的阈值，若面积小于该阈值，则将滤除掉该连通区域。

LK光流法计算的具体流程如下：

1）在帧序列中应用角点检测算法检测出当前帧的所有角点；

2）利用这些角点做为特征点来计算当前帧的光流；

3）将上一步计算出的光流矢量进行阈值化处理，选取合理的阈值，去掉超出阈值范围的所有光流矢量；

4）选择合适的参数将上一步的结果做膨胀运算，之后在得到的二值化图像上做所得到图形的外接矩形，记录下相应的位置坐标，以便于可以在算法的后续过程中使用。

Claims (2)

1.LK光流法和三帧差法结合的运动目标检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）由金字塔型LK光流法确定出视频帧中可能存在运动目标的区域；

2）利用步骤1）中确定的区域，在该区域内，三帧差分的阈值选取一个较低值，在该区域外，三帧差分的阈值则选取一个较高值，定义阈值差为较高阈值与较低阈值的差值；

3）在低阈值区域，选取LK光流法计算得到的光流矢量的起始角点，将部分错误的角点信息去除掉后与三帧差分法检测得到的区域共同做为运动目标；

4）在低阈值区域，通过连通分析的方式进行处理，就是指计算每个连通区域的面积，并对面积设定一个较小的阈值，若面积小于该阈值，则将滤除掉该连通区域。

2.根据权利要求1所述的运动目标检测方法，其特征在于，LK光流法计算的具体流程如下：

1）在帧序列中应用角点检测算法检测出当前帧的所有角点；

2）利用这些角点做为特征点来计算当前帧的光流；

3）将上一步计算出的光流矢量进行阈值化处理，选取合理的阈值，去掉超出阈值范围的所有光流矢量；

4）选择合适的参数将上一步的结果做膨胀运算，之后在得到的二值化图像上做所得到图形的外接矩形，记录下相应的位置坐标，以便于可以在算法的后续过程中使用。