主权项 |
一种背景自适应更新的地下车库及隧道运动目标检测方法,其特征在于:包括以下步骤:步骤(1):采集场景红外图像作为初始系统背景图像,记为g(x,y);步骤(2):利用背景差分法得到当前图像帧的运动目标区域和背景区域,具体计算公式如下;d(x,y)=|f(x,y)‑g(x,y)|其中f(x,y)表示采集到的当前红外图像帧,g(x,y)表示当前的系统背景图像,按如下公式对差分图像d(x,y)进行高斯滤波;D(x,y)=H*d(x,y)其中H表示一个5×5的高斯核函数,*表示卷积;接着按如下公式对D(x,y)进行阈值二值化处理;<maths num="0001" id="cmaths0001"><math><![CDATA[<mrow><mi>R</mi><mrow><mo>(</mo><mi>x</mi><mo>,</mo><mi>y</mi><mo>)</mo></mrow><mo>=</mo><mfenced open='{' close=''><mtable><mtr><mtd><mn>0</mn><mo>,</mo></mtd><mtd><mi>D</mi><mrow><mo>(</mo><mi>x</mi><mo>,</mo><mi>y</mi><mo>)</mo></mrow><mo><</mo><mi>T</mi></mtd></mtr><mtr><mtd><mn>1</mn><mo>,</mo></mtd><mtd><mi>D</mi><mrow><mo>(</mo><mi>x</mi><mo>,</mo><mi>y</mi><mo>)</mo></mrow><mo>≥</mo><mi>T</mi></mtd></mtr></mtable></mfenced></mrow>]]></math><img file="FDA0000698388650000011.GIF" wi="557" he="158" /></maths>其中,参数T为二值化阈值;步骤(3):利用当前图像帧的背景区域对系统背景图像进行更新,具体计算公式如下;<maths num="0002" id="cmaths0002"><math><![CDATA[<mrow><mi>g</mi><mrow><mo>(</mo><mi>x</mi><mo>,</mo><mi>y</mi><mo>)</mo></mrow><mo>=</mo><mfenced open='{' close=''><mtable><mtr><mtd><mrow><mo>(</mo><mn>1</mn><mo>-</mo><mi>α</mi><mo>)</mo></mrow><mo>×</mo><mi>g</mi><mrow><mo>(</mo><mi>x</mi><mo>,</mo><mi>y</mi><mo>)</mo></mrow><mo>+</mo><mi>α</mi><mo>×</mo><mi>f</mi><mrow><mo>(</mo><mi>x</mi><mo>,</mo><mi>y</mi><mo>)</mo></mrow><mo>,</mo></mtd><mtd><mi>ifR</mi><mrow><mo>(</mo><mi>x</mi><mo>,</mo><mi>y</mi><mo>)</mo></mrow><mo>=</mo><mn>0</mn></mtd></mtr><mtr><mtd><mi>g</mi><mrow><mo>(</mo><mi>x</mi><mo>,</mo><mi>y</mi><mo>)</mo></mrow><mo>,</mo></mtd><mtd><mi>ifR</mi><mrow><mo>(</mo><mi>x</mi><mo>,</mo><mi>y</mi><mo>)</mo></mrow><mo>=</mo><mn>1</mn></mtd></mtr></mtable></mfenced></mrow>]]></math><img file="FDA0000698388650000012.GIF" wi="1128" he="156" /></maths>其中,参数α用来控制背景更新强度;步骤(4):提取运动目标区域的几何特征;4‑1:计算运动目标区域的面积特征S;<maths num="0003" id="cmaths0003"><math><![CDATA[<mrow><mi>S</mi><mo>=</mo><munderover><mi>Σ</mi><mrow><mi>x</mi><mo>=</mo><mn>1</mn></mrow><mi>M</mi></munderover><munderover><mi>Σ</mi><mrow><mi>y</mi><mo>=</mo><mn>1</mn></mrow><mi>N</mi></munderover><mi>R</mi><mrow><mo>(</mo><mi>x</mi><mo>,</mo><mi>y</mi><mo>)</mo></mrow></mrow>]]></math><img file="FDA0000698388650000013.GIF" wi="363" he="148" /></maths>其中,参数M,N分别表示图像的行数和列数;4‑2:计算运动目标区域的质心特征(i,j);<maths num="0004" id="cmaths0004"><math><![CDATA[<mrow><mi>i</mi><mo>=</mo><mfrac><mrow><munderover><mi>Σ</mi><mrow><mi>x</mi><mo>=</mo><mn>1</mn></mrow><mi>M</mi></munderover><munderover><mi>Σ</mi><mrow><mi>y</mi><mo>=</mo><mn>1</mn></mrow><mi>N</mi></munderover><mi>R</mi><mrow><mo>(</mo><mi>x</mi><mo>,</mo><mi>y</mi><mo>)</mo></mrow><mo>·</mo><mi>x</mi></mrow><mi>S</mi></mfrac></mrow>]]></math><img file="FDA0000698388650000021.GIF" wi="406" he="205" /></maths><maths num="0005" id="cmaths0005"><math><![CDATA[<mrow><mi>j</mi><mo>=</mo><mfrac><mrow><munderover><mi>Σ</mi><mrow><mi>x</mi><mo>=</mo><mn>1</mn></mrow><mi>M</mi></munderover><munderover><mi>Σ</mi><mrow><mi>y</mi><mo>=</mo><mn>1</mn></mrow><mi>N</mi></munderover><mi>R</mi><mrow><mo>(</mo><mi>x</mi><mo>,</mo><mi>y</mi><mo>)</mo></mrow><mo>·</mo><mi>y</mi></mrow><mi>S</mi></mfrac></mrow>]]></math><img file="FDA0000698388650000022.GIF" wi="420" he="206" /></maths>4‑3:计算运动目标区域在水平方向的跨度特征L;将y从j开始递减到1,若出现R(i,y)等于0,则标记此时的y为目标区域的左边界y<sub>0</sub>;将y从j开始递增到N,若出现R(i,y)等于0,则标记此时的y为目标区域的右边界y<sub>1</sub>;按如下公式计算水平方向的跨度特征L;L=y<sub>1</sub>‑y<sub>0</sub>4‑4:计算运动目标区域在垂直方向的跨度特征V;将x从i开始递减到1,若出现R(x,j)等于0,则标记此时的x为目标区域的上边界x<sub>0</sub>;将y从i开始递增到M,若出现R(x,j)等于0,则标记此时的x为目标区域的上边界x<sub>1</sub>;按如下公式计算垂直方向的跨度特征V;V=x<sub>1</sub>‑x<sub>0</sub>步骤(5):根据几何特征对运动目标进行检测识别;5‑1:如果面积特征S小于阈值η,则判定当前帧中不存在运动目标;5‑2:如果面积特征S大于阈值η,而且水平和垂直跨度特征满足如下公式:<maths num="0006" id="cmaths0006"><math><![CDATA[<mrow><mfrac><mi>L</mi><mi>V</mi></mfrac><mo>></mo><mi>β</mi></mrow>]]></math><img file="FDA0000698388650000023.GIF" wi="154" he="128" /></maths>则判定当前帧中存在运动车辆目标,其中参数β为判断阈值;5‑3:如果面积特征S大于阈值η,而且水平和垂直跨度特征满足如下公式:<maths num="0007" id="cmaths0007"><math><![CDATA[<mrow><mfrac><mi>L</mi><mi>V</mi></mfrac><mo>≤</mo><mi>β</mi></mrow>]]></math><img file="FDA0000698388650000024.GIF" wi="149" he="133" /></maths>则判定当前帧中存在运动行人目标。 |