发明名称 一种基于视频监控的运动目标检测与识别方法
摘要 一种视频监控系统中运动目标的检测与识别方法,基于分块的帧间差分与背景减除相结合的运动目标检测:采用基于分块的帧间差分,分两步进行,首先对视频图像进行分块,然后用帧间差分方法对每个子块进行差分运算;根据差分结果实现对运动图像进行粗分割,分离出背景区域和前景区域;背景区域用来构造和更新背景模型;背景图像构造完成后,利用背景图像对每帧图像中粗分割出的运动区域进行差分,差分图像中灰度值满足一定阈值,满足阈值的像素点被认为是运动目标的像素点,然后对所有运动目标像素点进行聚类,并利用在HSV空间中阴影的特征进行阴影处理,最终获取视频图像中精确的运动目标。
申请公布号 CN100495438C 申请公布日期 2009.06.03
申请号 CN200710020067.1 申请日期 2007.02.09
申请人 南京大学;中国药科大学 发明人 胡建华;马国强;徐健健
分类号 G06T7/20(2006.01)I;G06K9/62(2006.01)I;H04N5/14(2006.01)I 主分类号 G06T7/20(2006.01)I
代理机构 南京天翼专利代理有限责任公司 代理人 汤志武;王鹏翔
主权项 1.一种视频监控系统中运动目标的检测与识别方法,其特征是基于分块的帧间差分与背景减除相结合的运动目标检测:采用基于分块的帧间差分,即前后两帧各子块相减,与背景减除相结合的运动目标检测方法,分两步进行,首先对视频图像进行分块,然后用帧间差分方法对每个子块进行差分运算;根据差分结果实现对运动图像进行粗分割,分离出背景区域和前景区域;背景区域用来构造和更新背景模型;背景图像构造完成后,利用背景图像对每帧图像中粗分割出的运动区域进行差分,差分图像中灰度值满足一定阈值,阈值在20~40之间,满足阈值的像素点被认为是运动目标的像素点,然后对所有运动目标像素点进行聚类,并利用在HSV空间中阴影的特征进行阴影处理,最终获取视频图像中精确的运动目标;基于粗糙集预处理的支持向量机运动目标识别方法是在识别阶段时,根据检测目标的轮廓提取目标的各种特征信息,包括长宽比、形状简单度以及多个方向的轮廓图像的重心点到图像边界的距离;获取的这些特征利用粗糙集理论进行约简,提取出对分类有利的特征;最后采用多类的支持向量机,构造一个多目标分类器,对检测出运动目标进行快速识别;在目标识别阶段,采用心形形状特征识别方法,依次每隔一定角度<maths num="0001"><![CDATA[<math><mrow><mi>&alpha;</mi><mo>=</mo><mfrac><mrow><mn>2</mn><mi>&pi;</mi></mrow><mi>d</mi></mfrac><mo>,</mo></mrow></math>]]></maths>取从目标轮廓图像的重心点到图像边界的距离作为一个特征分量r<sub>i</sub>,i=1,2,...,d,;这些分量间隔呈放射状分布,指向目标的轮廓线;如果某个向量不止一次穿过目标轮廓的边界,则选择距离最远的,将各向量的长度按顺序表示为目标形状的特征向量;并对上述特征进行规一化,即<maths num="0002"><![CDATA[<math><mrow><msubsup><mi>r</mi><mi>i</mi><mo>*</mo></msubsup><mo>=</mo><mfrac><msub><mi>r</mi><mi>i</mi></msub><mrow><munder><mi>max</mi><mrow><mi>j</mi><mo>=</mo><mn>1,2</mn><mo>,</mo><mo>,</mo><mi>d</mi></mrow></munder><mrow><mo>{</mo><msub><mi>r</mi><mi>j</mi></msub><mo>}</mo></mrow></mrow></mfrac></mrow></math>]]></maths>把<img file="C200710020067C00023.GIF" wi="32" he="55" />仍记做r<sub>1</sub>;做规一化处理,使特征向量具有伸缩不变性;从特征向量的抽取过程中可以看出,特征向量只与目标的轮廓有关;把长宽比、边界复杂度特征与表示目标轮廓形状特征r<sub>i</sub>,i=1,2,...,d一起作为目标分类特征,记做:F=(f<sub>h/w</sub>,f<sub>c</sub>,r<sub>1</sub>,r<sub>2</sub>,...,r<sub>d</sub>);该特征向量维数为d+2;利用粗糙集方法对目标特征进行约简:分别把需要分类的四类目标表示为1、2、3、4:1表示单个行人,2表示车辆,3表示人群,4表示自行车;然后从包含n个样本集中提取特征,构造一个信息表,然后利用粗糙集方法对该信息表进行特征约简,最终获得一个约简后的信息表,该表中已包含较少的k个特征分量和m个样本数据,即m≤n,并且k≤d+2。
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