運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)裝置的制造方法
【專利說(shuō)明】
[0001]【技術(shù)領(lǐng)域】
本發(fā)明涉及一種運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)裝置，特別是一種避免因存儲(chǔ)容量影響系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)裝置。
[0002]【【背景技術(shù)】】
近年來(lái)，作為智能視頻監(jiān)控技術(shù)中較為關(guān)鍵的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)技術(shù)已經(jīng)受到越來(lái)越多人的關(guān)注，現(xiàn)有視頻監(jiān)控系統(tǒng)只能完成簡(jiǎn)單的跟蹤和記錄，視頻內(nèi)容的檢測(cè)和分析處理工作仍然依靠人工完成。視頻分析技術(shù)的滯后已嚴(yán)重阻礙了視頻監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展與應(yīng)用。
[0003]作為最基本處理部分，視頻圖像的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)在智能監(jiān)控、視頻壓縮、自動(dòng)導(dǎo)航、人機(jī)交互、虛擬現(xiàn)實(shí)等方面有著廣泛的前景。視頻監(jiān)控技術(shù)中的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)是指從連續(xù)的視頻流中提取出目標(biāo)，一般是確定目標(biāo)的區(qū)域或顏色等。然而，由于天氣和光照的變化、背景混亂運(yùn)動(dòng)的干擾、運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的影子以及攝像機(jī)運(yùn)動(dòng)等原因的存在，給運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)的正確性帶來(lái)極大挑戰(zhàn)。由于運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的正確檢測(cè)與分割影響著運(yùn)動(dòng)目標(biāo)能否被正確跟蹤與分類，因此運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)成為視頻監(jiān)控系統(tǒng)研究中的一項(xiàng)重要的課題。它的基本任務(wù)是從圖像序列中檢測(cè)出運(yùn)動(dòng)信息，簡(jiǎn)化圖像處理過(guò)程，得到所需的運(yùn)動(dòng)矢量，從而能夠識(shí)別與跟蹤物體。
[0004]背景模型法是在現(xiàn)有運(yùn)動(dòng)目標(biāo)情況下，建立監(jiān)控場(chǎng)景的靜態(tài)背景統(tǒng)計(jì)模型，通過(guò)把當(dāng)前幀與背景模型的對(duì)比來(lái)區(qū)分運(yùn)動(dòng)目標(biāo)。背景建模是通過(guò)分析場(chǎng)景圖像背景像素值的變化特點(diǎn)，對(duì)于目標(biāo)監(jiān)控場(chǎng)景，用數(shù)學(xué)模型來(lái)仿真背景圖像，建立場(chǎng)景圖像背景的描述模型。目標(biāo)檢測(cè)時(shí)，用待檢圖像幀中的每一幀像素值與背景描述模型進(jìn)行匹配，匹配的像素標(biāo)記為背景，不匹配的像素標(biāo)記為目標(biāo)。目前，實(shí)現(xiàn)室外場(chǎng)景中的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)中，最常用的描述背景點(diǎn)分布的概率模型是混合高斯模型?；旌细咚鼓Ｐ驮诿枋鰪?fù)雜的動(dòng)態(tài)背景時(shí)的優(yōu)點(diǎn)是顯而易見(jiàn)的，但是采用背景區(qū)域進(jìn)行更新，而對(duì)當(dāng)前幀圖像中的前景區(qū)域不進(jìn)行更新，這樣雖然使背景模型不含有前景，但是帶來(lái)一個(gè)問(wèn)題，就是容易在檢測(cè)過(guò)程中產(chǎn)成虛影，從而影響運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的正確提取。
[0005]為了克服傳統(tǒng)更新方法中容易產(chǎn)生虛影這個(gè)缺點(diǎn)，就需要引入連續(xù)圖像幀之間所包含的信息，但是在內(nèi)存中存儲(chǔ)多幀圖像勢(shì)必會(huì)造成系統(tǒng)開銷巨大，而從外存儲(chǔ)器中調(diào)用以前的幀圖像則需要反復(fù)使用慢速的I/o接口，影響系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性。
[0006]【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
本發(fā)明的主要目的在于提供一種避免因存儲(chǔ)容量影響系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)裝置。
[0007]本發(fā)明提供一種運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)裝置，其包括攝像模塊、存儲(chǔ)模塊、參數(shù)記錄模塊與處理模塊，所述攝像模塊用以取得動(dòng)態(tài)圖像；所述存儲(chǔ)模塊連接所述攝像模塊，且用以存儲(chǔ)一個(gè)循環(huán)周期內(nèi)的動(dòng)態(tài)圖像，最新動(dòng)態(tài)圖像覆蓋最先動(dòng)態(tài)圖像；所述參數(shù)記錄模塊連接所述存儲(chǔ)模塊，且所述參數(shù)記錄模塊取得一個(gè)循環(huán)周期內(nèi)動(dòng)態(tài)圖像的像素均值、像素波動(dòng)值和像素前景數(shù)；所述處理模塊連接所述參數(shù)記錄模塊，且所述處理模塊根據(jù)像素波動(dòng)值和像素前景數(shù)判斷背景模型是否需要重建，若需要重建，將像素均值作為背景模型重建時(shí)的初始高斯分布均值。
[0008]特別地，所述處理模塊根據(jù)像素波動(dòng)值/T與第一閾值之間的第一比較結(jié)果和像素前景數(shù)/T與第二閾值之間的第二比較結(jié)果判斷背景模型是否需要重建，當(dāng)像素波動(dòng)值/T大于第一閾值且像素前景數(shù)/T小于第二閾值時(shí)，背景模型需要重建。
[0009]特別地，所述第一閾值為0.85。
[0010]特別地，所述第二閾值為0.2。
[0011]特別地，所述參數(shù)記錄模塊取得像素點(diǎn)是背景點(diǎn)的次數(shù)，處理模塊根據(jù)像素點(diǎn)是背景點(diǎn)的次數(shù)動(dòng)態(tài)更新背景模型的重建方法。
[0012]特別地，當(dāng)像素點(diǎn)是背景點(diǎn)的次數(shù)為O時(shí)，處理模塊選擇相鄰幀間法重建背景模型。
[0013]特別地，當(dāng)像素點(diǎn)是背景點(diǎn)的次數(shù)為O-第三閾值時(shí)，處理模塊選擇相鄰幀間法與背景減法融合的混合高斯重建背景模型。
[0014]特別地，當(dāng)像素點(diǎn)是背景點(diǎn)的次數(shù)為不小于第三閾值時(shí)，處理模塊選擇背景減法重建背景模型。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明存儲(chǔ)一個(gè)循環(huán)周期內(nèi)的動(dòng)態(tài)圖像，可節(jié)省存儲(chǔ)空間，且利用一個(gè)循環(huán)周期內(nèi)動(dòng)態(tài)圖像的像素均值進(jìn)行背景模型重建，可減少圖像幀的調(diào)用次數(shù)，從而可保證系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性。
[0016]【【附圖說(shuō)明】】
圖1為本發(fā)明運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)裝置的原理方框圖。
[0017]【【具體實(shí)施方式】】
請(qǐng)參閱圖1所示，本發(fā)明提供一種運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)裝置，其包括攝像模塊10、存儲(chǔ)模塊
20、參數(shù)記錄模塊30與處理模塊40，所述攝像模塊10用以取得動(dòng)態(tài)圖像；所述存儲(chǔ)模塊20連接所述攝像模塊10，且用以存儲(chǔ)一個(gè)循環(huán)周期T內(nèi)的動(dòng)態(tài)圖像，最新動(dòng)態(tài)圖像覆蓋最先動(dòng)態(tài)圖像；所述參數(shù)記錄模塊30連接所述存儲(chǔ)模塊20，且所述參數(shù)記錄模塊30取得一個(gè)循環(huán)周期內(nèi)動(dòng)態(tài)圖像的像素均值、像素波動(dòng)值和像素前景數(shù)；所述處理模塊40連接所述參數(shù)記錄模塊30，且所述處理模塊40根據(jù)像素波動(dòng)值和像素前景數(shù)判斷背景模型是否需要重建，若需要重建，將像素均值作為背景模型重建時(shí)的初始高斯分布均值。
[0018]于本實(shí)施例中，所述處理模塊40根據(jù)像素波動(dòng)值/T與第一閾值之間的第一比較結(jié)果和像素前景數(shù)/T與第二閾值之間的第二比較結(jié)果判斷背景模型是否需要重建；循環(huán)周期T內(nèi)，動(dòng)態(tài)圖像中的像素點(diǎn)的坐標(biāo)位置用(X，y)表示；像素均值用U(T，X, y)表示；像素前景數(shù)用f(T，x，y)表示。像素均值u(T，x，y)是一個(gè)循環(huán)周期T內(nèi)坐標(biāo)位置(x，y)像素點(diǎn)的均值；像素波動(dòng)值d(T，x, y)和像素前景數(shù)f(T，x, y)用于判斷一個(gè)循環(huán)周期T內(nèi)坐標(biāo)位置(x，y)像素點(diǎn)是否發(fā)生前景背景轉(zhuǎn)換，若判斷出發(fā)生轉(zhuǎn)化，就表明坐標(biāo)位置(x，y)像素點(diǎn)的原有的背景模型已不再適用，需要對(duì)坐標(biāo)位置(x，y)像素點(diǎn)的背景模型進(jìn)行重建。判斷是否需要重建的方法如下:當(dāng)f (T，X, y)/T大于第一閾值，且d(T，x, y)/T小于第二閾值時(shí)，說(shuō)明坐標(biāo)位置(x，y)像素點(diǎn)的背景模型需要重建。其中，f(T，x，y)/T表明了坐標(biāo)位置(x，y)像素點(diǎn)在上一個(gè)周期內(nèi)被判斷為前景的次數(shù)，設(shè)置第一閾值不易過(guò)小，由于重建時(shí)背景模型可利用的信息較少，設(shè)置第一閾值的值最好不小于0.7，本實(shí)施例中，第一閾值取
0.85。d(T，x, y)/T表明了一個(gè)循環(huán)周期T內(nèi)坐標(biāo)位置(x，y)像素點(diǎn)變化的劇烈程度，若設(shè)置第二閾值過(guò)大，則有可能將運(yùn)動(dòng)較慢物體當(dāng)成背景而重建，本實(shí)施例中，第二閾值取0.2。
[0019]所述參數(shù)記錄模塊30取得像素點(diǎn)是背景點(diǎn)的次數(shù)，處理模塊根據(jù)像素點(diǎn)是背景點(diǎn)的次數(shù)動(dòng)態(tài)更新背景模型的重建方法。
[0020]背景建立以及重建時(shí)，背景模型中只存在前一幀的信息，像素點(diǎn)是背景點(diǎn)的次數(shù)為0，判斷是否存在運(yùn)動(dòng)目標(biāo)時(shí)應(yīng)該更加側(cè)重于分析相鄰幀之間的差值，即相鄰幀差法，因此，處理模塊40選擇相鄰幀間法重建背景模型。
[0021 ] 在背景模型重建期間，像素點(diǎn)是背景點(diǎn)的次數(shù)為O-第三閾值時(shí)，處理模塊40選擇相鄰幀間法與背景減法融合的混合高斯重建背景模型。
[0022]當(dāng)背景模型建立了一段時(shí)間之后，像素點(diǎn)是背景點(diǎn)的次數(shù)為不小于第三閾值，背景模型已經(jīng)比較穩(wěn)定，相鄰幀的信息對(duì)于背景模型更新以及目標(biāo)檢測(cè)的貢獻(xiàn)也相對(duì)要小得多，為了減少背景擾動(dòng)所帶來(lái)的噪聲，應(yīng)該側(cè)重于分析圖像與背景模型之間的差值，即背景減法，因此，處理模塊40選擇背景減法重建背景模型。
[0023]本發(fā)明存儲(chǔ)一個(gè)循環(huán)周期內(nèi)的動(dòng)態(tài)圖像，可節(jié)省存儲(chǔ)空間，且利用一個(gè)循環(huán)周期內(nèi)動(dòng)態(tài)圖像的像素均值進(jìn)行背景模型重建，可減少圖像幀的調(diào)用次數(shù)，從而可保證系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性。
[0024]以上所述，僅為本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)裝置，其特征在于包括: 攝像模塊，其用以取得動(dòng)態(tài)圖像； 存儲(chǔ)模塊，其連接所述攝像模塊，且用以存儲(chǔ)一個(gè)循環(huán)周期T內(nèi)的動(dòng)態(tài)圖像，最新動(dòng)態(tài)圖像覆蓋最先動(dòng)態(tài)圖像； 參數(shù)記錄模塊，其連接所述存儲(chǔ)模塊，且所述參數(shù)記錄模塊取得一個(gè)循環(huán)周期內(nèi)動(dòng)態(tài)圖像的像素均值、像素波動(dòng)值和像素前景數(shù)； 處理模塊，其連接所述參數(shù)記錄模塊，且所述處理模塊根據(jù)像素波動(dòng)值和像素前景數(shù)判斷背景模型是否需要重建，若需要重建，將像素均值作為背景模型重建時(shí)的初始高斯分布均值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)裝置，其特征在于:所述處理模塊根據(jù)像素波動(dòng)值/T與第一閾值之間的第一比較結(jié)果和像素前景數(shù)/T與第二閾值之間的第二比較結(jié)果判斷背景模型是否需要重建，當(dāng)像素波動(dòng)值/T大于第一閾值且像素前景數(shù)/T小于第二閾值時(shí)，背景模型需要重建。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)裝置，其特征在于:所述第一閾值為0.85。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)裝置，其特征在于:所述第二閾值為0.2。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)裝置，其特征在于:所述參數(shù)記錄模塊取得像素點(diǎn)是背景點(diǎn)的次數(shù)，處理模塊根據(jù)像素點(diǎn)是背景點(diǎn)的次數(shù)動(dòng)態(tài)更新背景模型的重建方法。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)裝置，其特征在于:當(dāng)像素點(diǎn)是背景點(diǎn)的次數(shù)為O時(shí)，處理模塊選擇相鄰幀間法重建背景模型。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)裝置，其特征在于:當(dāng)像素點(diǎn)是背景點(diǎn)的次數(shù)為O-第三閾值時(shí)，處理模塊選擇相鄰幀間法與背景減法融合的混合高斯重建背景模型。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)裝置，其特征在于:當(dāng)像素點(diǎn)是背景點(diǎn)的次數(shù)為不小于第三閾值時(shí)，處理模塊選擇背景減法重建背景模型。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)裝置，其包括攝像模塊、存儲(chǔ)模塊、參數(shù)記錄模塊與處理模塊，所述攝像模塊用以取得動(dòng)態(tài)圖像；所述存儲(chǔ)模塊連接所述攝像模塊，且用以存儲(chǔ)一個(gè)循環(huán)周期內(nèi)的動(dòng)態(tài)圖像，最新動(dòng)態(tài)圖像覆蓋最先動(dòng)態(tài)圖像；所述參數(shù)記錄模塊連接所述存儲(chǔ)模塊，且所述參數(shù)記錄模塊取得一個(gè)循環(huán)周期內(nèi)動(dòng)態(tài)圖像的像素均值、像素波動(dòng)值和像素前景數(shù)；所述處理模塊連接所述參數(shù)記錄模塊，且所述處理模塊根據(jù)像素波動(dòng)值和像素前景數(shù)判斷背景模型是否需要重建，若需要重建，將像素均值作為背景模型重建時(shí)的初始高斯分布均值。本發(fā)明可節(jié)省存儲(chǔ)空間與調(diào)用次數(shù)，從而可保證系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性。
【IPC分類】G06T7-20
【公開號(hào)】CN104732558
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201310716765
【發(fā)明人】陳瑜
【申請(qǐng)人】環(huán)達(dá)電腦(上海)有限公司
【公開日】2015年6月24日
【申請(qǐng)日】2013年12月20日