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1、一种检测序列图像中运动目标的新方法秦涛周泽魁(浙江大学控制科学与工程系杭州310027)摘要运动目标的检测是应用视觉研究领域的一个重要课题。本文提出了一种新的用于检测序列图像中运动目标的方法,实验结果表明了该方法的有效性和实用性。关键词运动目标检测图像分割阈值ANEWMETHODFORDETECTINGMOVINGOBJECTSINANIMAGESEQUENCEQinTaoZhouZekui(DepartmentofControlScienceandEngineering,ZhejiangUniversity
2、,Hangzhou310027)AbstractDetectionofmovingobjectsisanimportantproblemintheresearchfieldofapplicationvision.Anewmethodfordetectingmovingob-jectsinanimagesequenceisproposedinthispaper,experimentalresultsaregiventodemonstrateitsvalidityandpracticality.KeywordsMovingob
3、jectsdetectionImagesegmentationThreshold1引言2运动目标检测方法流程图运动目标的检测是应用视觉研究领域的一个重要课题,也本文提出的运动目标检测方法的流程图如图1所示:被看作是计算机视觉系统的一个重要能力,在智能监测以及军[1]事、工业等领域都有着广泛的应用前景。检测运动目标的方法主要有光流法和差图像法。一般来说,光流法的算法复杂,运算量较大,实时性和实用性较差。与之相反,差图像法的原理和算法比较简单,易于实现且实时性图1好,因而成为目前广泛应用的运动目标检测方法。该方法分为三个步
4、骤:在应用视觉系统中,检测运动目标常用的差图像法一般分[2~4]1)利用三祯差分法得出差图像d;为两种:2)对差图像d进行处理,得到中间图像d,对d进行直方(1)当前图像祯与一个固定的背景参考祯之间的差分;图平滑处理,滤去噪声干扰;(2)当前图像序列中两幅图像(时间间隔t)之间的差分。3)求分割阈值T,对差图像d进行阈值分割,从而获得运动第一种方法即固定背景法的优点是检测出的运动目标位置目标的位置和轮廓。精确,且速度快,因为它只需获取当前的一幅图像。不足之处是受环境光线变化的影响,在非受控环境下需要加入背景参考祯3获取差图
5、像更新机制,且不适用于摄像头运动或者背景灰度变化很大的情况。三祯差分法的思想就是在常规的二祯差分图像的基础上,第二种方法即差分法的优点是它只对运动物体敏感,实际对差分图像作进一步的处理,从而能更好地获取运动目标的信上它只检测相对运动的物体,而且因两幅图像之间的时间间隔息。较短,差分图像受光线变化影响小,检测有效而稳定。遗憾的设ft-1(x,y),ft(x,y),ft+1(x,y)是图像序列中的连续三祯图是,这种方法也常常会引起不良的后果:一是两帧间物体重叠部像,通过常规二祯差分法可得到差图像d1,d2:分没有检测出来,即只检测出物
6、体的一部分,在物体中间形成空洞;二是检测出的物体的位置不精确,其外接矩形在运动方向上d1=
7、ft(x,y)-ft-1(x,y)
8、(1)被拉伸,检测出的目标比真实的物体大,这实际上是由于相对运d2=
9、ft+1(x,y)-ft(x,y)
10、(2)动与物体位置并非完全一致而引起的。相对运动受物体本身的三祯差分法则是对差图像d1,d2进行AND运算,即:运动速度及相继图像之间时间间隔的影响。本文提出了一种新的基于三帧差图像法的运动目标检测方收稿日期:2003-05-06。秦涛,硕士生,主研领域:自动控制理论,法,能较好地从序列图像中检测
11、出运动目标。仪表与自动化装置设计,控制系统研究与设计,图像检测与识别。d=d1d2(3)h(x)=a1h(x-2)+a2h(x-1)+a3h(x)与二祯差分法相比,三祯差分法能精确地检测出运动目标+a4h(x+1)+a5h(x+2)的位置和形状参数。如图2所示。否则h(x)=h(x)图中粗线部分即是获取的由此得到新的部分直方图h(x)。其中,系数[a1,a2,a3,a4,运动目标的轮廓,由图中可以a5]=[00129,02139,05465,02139,00129]是对高斯函数较好看出:二祯
12、差分法得出的运动地近似。然后求h(x)的最高峰值右侧谷点对应的灰度值T即目标的轮廓在运动方向上被拉为所求的阈值。伸,而三祯差分法则能精确地由于差图像d的一些背景像素也对应d的正值元素,而且图2获取运动目标的轮廓。当背景面积比较大时,这种元素的
