[发明专利]一种背景模型和运动物体检测方法及系统

权利要求书

1.一种背景模型和运动物体检测方法，其特征在于，包括：

将第一帧图像作为背景帧，从第二帧开始，最新的一帧为输入帧，通过比较背景帧和输入帧，从而得到掩码帧和标号帧；

从运动物体掩码帧中对所有明显运动部位进行提取并分别标号；

根据提取到的明显运动部位，对输入帧作边缘提取，找到输入帧中所有属于运动物体边缘的像素点，得到运动物体边缘图像；

沿着运动物体边缘图像找到包括该物体边缘的矩形框；

结合运动物体边缘图像以及包括该物体边缘的矩形框，对检测到的明显运动部位进行基于深度连续性的区域增长，从而得到要检测的运动物体；

根据要检测的运动物体，得到一个0/1分布的完整运动物体的图像，表示输入帧中明显运动部位所属于的完整运动物体；

将输入帧中所有不属于完整运动物体位置的部分判定为背景像素，其用来在当前输入帧处理结束之后更新背景帧。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述比较背景帧和输入帧的步骤包括：

设定用来区别当前运动像素和当前背景像素的负阈值，以及用于区别前一刻运动像素和前一刻背景像素的正阈值；

对输入帧和背景帧进行做差运算；

所述得到表示输入帧中明显运动部分所处位置的掩码帧的步骤包括：

对深度差小于负阈值的像素点，判定为当前运动像素，在掩码帧中标记为1，其余的像素点判定为当前背景像素，在掩码帧中标记为0；

所述得到用来表示背景帧中明显运动部分所处位置的标号帧步骤包括：

对深度差大于正阈值的像素点，判定为前一刻运动像素，在标号帧中标记为0，其余的像素点判定为前一刻背景像素，在标号帧中标记为1；

将掩码帧初始时刻的第一帧单独保存为初始运动物体掩码帧，接下来的时刻中，掩码帧均表示运动物体掩码帧。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述从运动物体掩码帧中对所有明显运动部位进行提取并分别标号的步骤，包括：

输入0/1分布的运动物体掩码帧图像和深度图像输入帧；

初始化表示物体的数据结构：{矩形框＝空，均值＝0，像素点集合＝空}，拷贝0/1分布的运动物体掩码帧到标号帧，并设定标号初始值为2；

从左到右，从上到下，逐行扫描标号帧；

如果发现0/1分布的标号帧上的一个像素点值为1，则将所述像素点重新赋值为当前的标号值，接着从输入帧上获取该像素点对应的深度值，更新当前深度均值，将当前深度均值、该像素点位置及其相关信息一起压入堆栈；

如果堆栈非空，从堆栈弹出一个标号帧上的像素点，搜索该像素点的邻域像素点，如果某个邻域像素点值为1，赋值为当前标号值，并把该像素点和深度图像输入帧上对应像素点的相关信息压入堆栈；

如果堆栈为空，标号值增加1，并把现有的像素点集合和信息拷贝到输出序列中；

直到整个图形扫描完毕，输出所有提取到的物体及多个物体的深度均值、像素点集合及其相关信息。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述沿着运动物体边缘图像找到包括该物体边缘的矩形框的步骤，包括：

输入为0/1分布的运动物体边缘图像和检测到的明显运动部位；

初始化表示物体的数据结构：{矩形框＝空，均值＝0，像素点集合＝空}；

从左到右，从上到下，分别逐行扫描运动物体边缘图像和检测到的明显运动部位；

如果堆栈非空，如果发现运动物体边缘图像中的一个点的值为1，并且检测到的明显运动部位中对应像素点也是1，则更新矩形框和均值，同时把该像素点位置及其相关信息压入堆栈。将处理过的像素点重置为0，之后不扫描该像素点；

从堆栈弹出一个像素点，搜索该像素点的邻域，如果某个邻域像素点的值为1并且和当前堆栈弹出像素点的距离小于给定阈值，更新并把该像素点位置及其相关信息压入堆栈。将处理过的像素点重置为0，之后不扫描该像素点；

如果堆栈为空，把现有的像素点集合和信息拷贝到输出序列中作为一个物体的矩形框；

直到整个图形扫描完毕，提取到包括该物体边缘的矩形框，输出运动物体的矩形框。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在当前输入帧处理结束之后更新背景帧的步骤，可选用选择性的渐进更新方案对背景帧进行更新，即根据标号帧中值为0的像素点所处位置，将背景帧与输入帧中同样位置的像素点进行加权，用加权后的结果对背景帧进行更新。