一种改进的混合高斯模型运动目标检测算法

《一种改进的混合高斯模型运动目标检测算法》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、一种改进的混合高斯模型运动目标检测算法任克强，余启明，罗会兰(江西理工大学信息工程学院，江西赣州341000)【摘要】针对传统混合高斯模型使用固定学习速率所带来的问题，提出了一种改进的运动目标检测算法。该算法采用自适应的学习速率调整策略，在背景建模初期，采用较大的学习速率加快初始背景的建模，使得模型能更快地适应背景的变化;背景形成以后，根据目标运动的快慢动态调整学习速率，从而能够及时更新背景，消除运动目标的残留和拖影;最后利用基于HSV颜色空间的阴影检测算法消除运动阴影。实验结果表明，改进算法优于

2、传统混合高斯模型，可以更准确地检测出运动目标，更好地消除阴影，并具有较好的自适应性和稳健性。【关键词】运动目标检测;混合高斯模型;学习速率;阴影抑制【中图分类号】TP391．4【文献标识码】AImprovedAlgorithmofMovingObjectsDetectionBasedonGaussianMixtureModelRENKeqiang，YUQiming，LUOHuilan(SchoolofInformationEngineering，JiangxiUniversityofScience

3、andTechnology，JiangxiGanzhou341000，China)【Abstract】TosolvetheproblemoftraditionalGaussianmixturemodelusingafixedlearningrate，animprovedalgorithmofmovingobjectsdetectionisproposed．Thealgorithmadoptsadaptiveadjustmentstrategyforlearningrate．Earlyintheba

4、ckgroundmodeling，alargerlearningrateisadoptedtoac-celeratethebackgroundmodeling，soastomakeforthemodeladaptingthechangeofbackgroundsfaster．Afterbackgroundisformed，thelearningrateisdynamicallyadjustedbythemovingspeedofobjects，whichcanupdatethebackground

5、ttimely，andeliminatetheresidualobjectsandsmear．Finally，movingshadowsareeliminatedbytheshadowdetectingalgorithmbasedonHSVcolorspace．TheexperimentalresultsshowthattheimprovedalgorithmisbetterthantraditionalGaussianmixturemodel．Itcanmoreaccuratelydetectm

6、ovingtargetsandeliminateshadowspreferably，andhasbetteradaptabil-ityandrobustness．【Keywords】movingobjectsdetection;Gaussianmixturemodel;learningrate;shadowsuppression运动目标检测是计算机视觉领域中的一个重要内容，其检测效果将会对目标跟踪与识别造成一定的影响［1］。目前较为常用的运动目标检测方法有光流法［2］、帧间差分法［3］和背景减法［

7、4］。目前，常见的背景建模方法有均值滤波、线性预测、W4方法、高斯模型法［5－6］及核密度估计法［7］等。Stauffer和Grimson［5］提出的混合高斯建模(GaussianMixtureModel，GMM)是在户外运动目标检测中应用较多的背景建模方法。刘鑫等［8］将GMM与帧间差分相结合来更新高斯模型的学习速率，增强混合高斯模型处理运动干扰和多层背景的能力。马义德等［9］提出均值与方差采用不同的学习率，其中均值更新采用自适应的学习速率，方差的学习率取固定值的方法，以解决GMM方法中均值和方

8、差自适应性慢等缺点，但对背景更新过慢造成的“拖影”问题处理并不理想。本文对GMM方法进行了改进，将背景建模分为背景初始和背景稳固两个阶段，分别采用不同的自适应策略来更新学习速率，并在HSV空间进行阴影检测和抑制。1混合高斯模型混合高斯模型使用K个高斯模型来表征图像中各个像素点的特征，在获得一帧新的图像后，更新混合高斯模型，采用匹配的方法来判断某像素点是否是背景点。混合高斯模型进行运动目标检测主要包括以下几个步骤:背景建模、参数更新、背景模型的生成以及运动目标的提取。背景建模对视频图