基于HSV空间在线聚类的视频背景提取方法

摘要

本发明公开了一种基于HSV空间在线聚类的视频背景提取方法，采用聚类方法实现，对一段视频训练帧，以像素点在HSV空间的三个通道的值为聚类分类依据，分别提取每个像素点在HSV空间的H、S和V值，对每个像素点，分别按H、S和V值进行聚类，其中，根据当前帧与前一帧在HSV空间中H值之差的绝对值、S值之差的绝对值和V值之差的绝对值之后更新聚类阈值，分别计算H、S、V值与对应通道中各个聚类的聚类中心之间的最近距离，将三个最近距离之和与聚类阈值比较确定聚类；用包含元素数目最多的聚类的聚类中心作为该像素点的当前背景值。本发明得到比灰度背景图像更优的彩色背景，具有良好的背景提取能力和可行性。

主权项

一种基于HSV空间在线聚类的视频背景提取方法，采用聚类方法实现，对一段视频训练帧，以像素点在HSV空间的三个通道的值为聚类分类依据，分别提取每个像素点在HSV空间的H、S和V值，视频训练帧的帧数为N，N≥50，对视频训练帧中的每个像素点，分别按下列步骤处理：[1]取视频第一帧，以帧在HSV空间中的H、S和V值初始化三个通道中的第一个聚类，并同时初始化聚类中心和类中包含的元素数目，第一帧中该像素点在HSV颜色空间的H、S和V值分别为三个通道各自的第一个聚类的聚类中心，初始的元素数目为1，初始的聚类阈值为0；[2]依次取视频的第t帧，1＜t≤N，每次进行如下两步操作：[2‑1]更新阈值：取该像素点在当前帧与前一帧在HSV空间中H值之差的绝对值、S值之差的绝对值和V值之差的绝对值，将上述三个值之和与上一轮的聚类阈值进行比较，取其中大的一个作为本一轮的聚类阈值；[2‑2]聚类：分别计算该像素点在第t帧中的H、S或V值与对应通道中各个聚类的聚类中心之间的距离，寻找距离最近的聚类类别，获得分别对应H、S、V值的三个最近距离；判断三个最近距离之和与本一轮的聚类阈值的关系，如果最近距离之和小于等于聚类阈值，则将该像素点在HSV空间的H、S和V值分别归入各自相应的距离最近的聚类中，并分别对三个通道的该聚类中的所有值求算术平均值，作为该聚类的新的聚类中心；如果最近距离之和大于聚类阈值，则三个通道中分别创建一个新的聚类，并进行初始化：以该像素点在第t帧的H、S和V值分别作为各自通道新聚类的聚类中心，同时定义新聚类的数目为1； [3] 统计三个通道中各聚类的元素数目，分别用三个通道中各自包含元素数目最多的聚类的聚类中心作为该像素点在HSV空间的三个通道的当前背景值。