资源描述：
《一种实用的背景提取与更新算法》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第47卷第3期厦门大学学报(自然科学版)Vol.47No.32008年5月JournalofXiamenUniversity(NaturalScience)May2008一种实用的背景提取与更新算法3吴众山,雷蕴奇,吴绿芳,魏(厦门大学信息科学与技术学院,福建厦门361005)摘要:针对几种传统算法运算复杂、实时性差、得到的背景易失真等不足,本文给出了一种实用的背景提取及更新算法.通过平均法求系列图像的均值和平均差值,之后去除差异大的点,然后再次求平均得到初始背景.背景更新时,利用三帧差分和自适应阈值法得到当前帧的二
2、值图像,并考虑前景目标后更新得到新的背景.实验表明,上述算法所取得的背景效果良好,并可快速有效地对背景进行更新.关键词:背景提取;背景更新;特征提取;运动目标检测中图分类号:TP391.41文献标识码:A文章编号:043820479(2008)0320348205背景的提取与更新是视频图像处理中的基本问题背景也要有快速的计算速度,以满足我们实际检测系之一,是运动目标检测算法的基础.视频监控中常见的统的要求.在分析了几种常用算法的基础上,针对它们[1][2]运动目标检测算法主要有3类:光流法、基于相邻存在的不足,给出了
3、一种背景提取及更新实用算法.通[3][4]帧差的算法及基于背景图像与当前帧差的算法.过平均法求系列图像的均值和平均差值,之后去除差光流法的优点是能检测独立运动的对象,毋需预先知异大的点,然后再次求平均得到初始背景.背景更新道场景的任何信息.但多数情况下光流法的计算复杂、时,利用三帧差分和自适应阈值法得到当前帧的二值耗时,很难实时检测;相邻帧差法则是由两帧连续图像图像,再考虑前景目标后更新得到新的背景.本文通过的差值得到运动物体的位置和形状等信息,能比较准在3种不同场景中进行的实验,根据得出的结果对各确地检测到运动目标
4、轮廓,它的实时性和对运动目标种算法进行了比较.结果表明,本文给出的算法比常见的敏感性比较高.但是,由于运动目标上象素的纹理、的几种算法有较明显的综合优势,能够获取较准确的灰度等信息比较相近,相邻帧差法通常只能得到部分背景,并可有效地进行背景更新.运动信息,不能完整地分割运动目标;背景差分法实现简单,主要涉及到背景图像的估计,以及利用背景图像1几种常用背景提取算法的分析比较与当前帧图像的差来进行目标检测.大多数背景差分[7]1.1统计直方图法法主要讨论了如何建立一个稳定可靠的背景模型.如统计一段时间内N帧中每个象素点上
5、不同亮度[5]Mittal等人提出了采用变带宽核密度估计法建立背出现的次数,其中出现次数最多的,即直方图中最大值[6]景模型;Haritaoglu等人提出的采用最大值、最小值就取为背景本身的亮度值.N帧的统计直方图可以表与最大帧间变化建立背景模型的W4算法.目前研究示为:人员致力于背景模型的研究以期减少动态场景对于准P(x,y,k)=Qk,若imagei(x,y)=k,确分割的影响.由于现实场景的复杂性,这些方法还不i=1,2,⋯,N,k=0,1,⋯,255,是很完善.相对而言,背景差分法仍然是一种有效的目Backg
6、round(x,y)=maxk[P(x,y,k)].标检测算法,它的速度快、检测准确、实现简单,但静止其中:P(x,y,k)=Qk表示象素点(x,y)处亮度值k出的背景图像不能直接获得,其关键是如何在有目标运现的次数,imagei(x,y)表示某一帧图像象素点(x,y)动的情况下获取良好的背景图像.处亮度值.该算法抗噪声干扰性好,在通常情况下提取本文考虑系列图像中复杂场景下的背景提取与更出的背景较好,但运算量大、提取背景速度慢是该方法新问题,目标是兼顾好和快两个方面,既要提取清晰的的主要缺陷.并且随着统计帧数的增加,
7、得到的背景图像效果并不明显.当运动目标速度过快的时候,对于图收稿日期:2007208220像中的近景,因为运动目标快速通过,背景显现的时间基金项目:国家863计划(2006AA01Z129)资助比较长,得到的背景图像较好;而对于图像远景,一些3通讯作者:yqlei@xmu.edu.cn运动目标相连,会误把运动目标当成背景统计出来,得第3期吴众山等:一种实用的背景提取与更新算法·349·到的背景图像失真.4)由二值图像更新背景;[8]B1.2统计中值法i(x,y)=考虑到在运动目标较少的情况下,连续多帧图像Bi-1(x
8、,y),若BWi(x,y)=1中背景的象素值占主要部分,这样在一段时间内,中值αIi+(1-α)Bi-1(x,y),若BWi(x,y)=0便可以认为是背景.该算法从统计学的角度统计单个其中:Bi-1(x,y),BWi(x,y)分别表示背景图像和二像素点(x,y)在连续帧图像中的亮度值Bi(i=1,2,值图像在点(x,y)处的值,α为更新速度系数
