CN107316314A - 一种动态背景提取方法 - Google Patents

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王东波
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Abstract

本发明提出了动态背景提取方法，包括以下步骤：将RGB图像转换为灰度图对两帧连续图像做帧间差分，以阈值T对帧差图像二值处处理；二值处化后的差分后得到一个内部有空洞的联通区域，然后对空洞进行填充；得到一个关于运动物体的内部完整联通区域；得到运动物体区域后，以此为依据，判断图像上各像素点是否存在运动物体，定义S表示像素点在t时刻没有产生连接变化的累积次数，当该像素点连续k次没有发生变化时，则提取当前像素为背景点。本发明是通过输入图像与背景图像进行比较方法分割运动目标，有效地保持了目标的完整性，所得到的结果直接反映了运动目标的位置、大小、形状和信息，能够得到精确的运动目标，有效地减少干扰的影响。

Description

一种动态背景提取方法
技术领域
本发明涉及图像处理技术领域，具体涉及一种动态背景技术方案。
背景技术
近年来，随着网络技术和多媒体技术的飞速发展，以网络为载体的网络文化正成为当前文化发展的一个新趋势，随之而来的是诸如纯文本、数字图像、视频等数字信息以几何级速度增长，给人们的生活带来重大影响。这些信息中存在大量数据，不但包括对人们有益的信息，还有越来越多的淫秽、暴力、反动信息。这些信息检测工作靠人工检测显然是不现实的，需要计算机能够自动识别检测。目前文字识别技术已经相对成熟，因此，定位并提取出复杂图像及视频中的文本信息就有了重大意义。
在一段视频序列中对运动目标进行检测和分类有三种常用的方法：光流法、帧间差分法、背景减除法。基于光流法的运动检测采用了运动目标随时间变化的光流场特性，不需要场景的任何先验知识就能有效地提取和跟踪运动目标，但其计算方法相当复杂，抗噪性能差，如果没有特别的硬件装置则不能被应用于全帧视频流的实时处理；帧间差分法利用图像序列中前后几个相邻帧图像之间的差分来提取出图像中的运动区域。相邻帧差分法对光线等场景变化不太敏感，稳定性好，对于动态环境具有较强的自适应性，但是一般不能完全提取出所有相关的特征像素点，在物体运动较慢，相邻帧图像有重叠的情况下，提取出的运动物体不太完整，在运动实体内部容易产生“空洞”现象。
因此，针对上述问题，本发明提取了一种新的技术方案。
发明内容
本发明出一种基于帧间差分和背景减除法相结合的动态背景提取方法。
本发明是通过以下技术方案来实现的：
一种动态背景提取方法，包括以下步骤：
将RGB图像转换为灰度图，对于灰度值其中一个给定的像素，它的灰度值从时间t1到tn可表示为一矩阵，对两帧连续图像做帧间差分，以阈值T对帧差图像二值处处理；
二值处化后的差分后得到一个内部有空洞的联通区域，然后对空洞进行填充；
所述步骤的填充方法为首先对图你自底向上、从左向右在水平方向上依次扫描白点，如果相邻白点的间距小于设定的距离阈值d，就将这相邻的白点连成一线，然后再对图像自左向右、从底向上垂直方向上依次扫描白点，如果相邻白点的间距小于设定的距离阈值d，就将这相邻的白点连成一线，这样可得到一个关于运动物体的内部完整联通区域；
得到运动物体区域后，以此为依据，判断图像上各像素点是否存在运动物体，定义S表示像素点在t时刻没有产生连接变化的累积次数，当该像素点连续k次没有发生变化时，则提取当前像素为背景点，并保存该点灰度值。
进一步地，对于已确定的像素点，采用加权的当前背景图像与加权当前图像之和作为更新后的背景图像。
进一步地，所述步骤中将相邻的白点连成一线即为用白点真充白点之间的黑点。
进一步地，所述步骤当像素点为黑色时，表示无变化，则S加1，否则S清零。
进一步地，所述权值为0.1。
本发明的有益效果是：本发明是通过输入图像与背景图像进行比较方法分割运动目标，有效地保持了目标的完整性，所得到的结果直接反映了运动目标的位置、大小、形状和信息，能够得到精确的运动目标，并且有效地减少干扰的影响。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步地说明。
实施例1
一种动态背景提取方法，包括以下步骤：
在背景提取中，为了便于处理及存储，通过对图像像素点的灰度值操作实现背景提取。而目前大部分的摄像系统都是基于RGB颜色空间，每个像素点在RGB空间中是一个三维矢量，分别代表红、绿、蓝三种颜色的灰度，将RGB图像转换为灰度图，对于灰度值其中一个给定的像素，它的灰度值从时间t1到tn可表示为一矩阵，对两帧连续图像做帧间差分，以阈值T对帧差图像二值处处理；
二值处化后的差分后得到一个内部有空洞的联通区域，然后对空洞进行填充；
所述步骤的填充方法为首先对图你自底向上、从左向右在水平方向上依次扫描白点，如果相邻白点的间距小于设定的距离阈值d，就将这相邻的白点连成一线，然后再对图像自左向右、从底向上垂直方向上依次扫描白点，如果相邻白点的间距小于设定的距离阈值d，就将这相邻的白点连成一线，这样可得到一个关于运动物体的内部完整联通区域；
得到运动物体区域后，以此为依据，判断图像上各像素点是否存在运动物体，定义S表示像素点在t时刻没有产生连接变化的累积次数，当该像素点连续k次没有发生变化时，则提取当前像素为背景点，并保存该点灰度值。
在本实施例中，考虑到环境、光、大气、摄像机等的影响，为提高对微小变化鲁棒性，对于已确认为背景的像素点对于已确定的像素点，采用加权的当前背景图像与加权当前图像之和作为更新后的背景图像。
在本实施例中，所述步骤中将相邻的白点连成一线即为用白点真充白点之间的黑点。
在本实施例中，步骤当像素点为黑色时，表示无变化，则S加1，否则S清零。
在本实施例中，因为权值关系到更新速度，针对该系统，定了适当权值，权值为0.1。
本发明是通过输入图像与背景图像进行比较方法分割运动目标，有效地保持了目标的完整性，所得到的结果直接反映了运动目标的位置、大小、形状和信息，能够得到精确的运动目标，并且有效地减少干扰的影响。

Claims (5)

1.一种动态背景提取方法，其特征在于：包括以下步骤：
将RGB图像转换为灰度图，对于灰度值其中一个给定的像素，它的灰度值从时间t1到tn可表示为一矩阵，对两帧连续图像做帧间差分，以阈值T对帧差图像二值处处理；
二值处化后的差分后得到一个内部有空洞的联通区域，然后对空洞进行填充；
所述步骤的填充方法为首先对图你自底向上、从左向右在水平方向上依次扫描白点，如果相邻白点的间距小于设定的距离阈值d，就将这相邻的白点连成一线，然后再对图像自左向右、从底向上垂直方向上依次扫描白点，如果相邻白点的间距小于设定的距离阈值d，就将这相邻的白点连成一线，这样可得到一个关于运动物体的内部完整联通区域；
得到运动物体区域后，以此为依据，判断图像上各像素点是否存在运动物体，定义S表示像素点在t时刻没有产生连接变化的累积次数，当该像素点连续k次没有发生变化时，则提取当前像素为背景点，并保存该点灰度值。
2.根据权利要求1所述一种动态背景提取方法，其特征在于：对于已确定的像素点，采用加权的当前背景图像与加权当前图像之和作为更新后的背景图像。
3.根据权利要求1所述一种动态背景技术方法，其特征在于：所述步骤中将相邻的白点连成一线即为用白点真充白点之间的黑点。
4.根据权利要求1所述一种动态背景提取方法，其特征在于：所述步骤当像素点为黑色时，表示无变化，则S加1，否则S清零。
5.根据权利要求2所述一种动态背景提取方法，其特征在于：所述权值为0.1。
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