[发明专利]一种基于背景建模的视频移动目标侦测方法

权利要求书

1.一种基于背景建模的视频移动目标侦测方法，其特征在于包括以下步骤：

A、建立三个背景子模型；基于像素的单高斯模型记为BM1，基于区域的模型记为BM2，LBP模型记为BM3；

B、将输入图像与BM1的单高斯模型进行比较，生成二值化的前景目标图；在前景目标图里，为0的像素为背景，为1的像素为前景；

C、在步骤B中获得的前景目标图上进行进一步的过滤；BM2为每个超像素维护一个20个样本的模型，每个样本是每个超像素区域内的历史上的某个像素值；当判断某个像素是否为背景时，将此像素值与所在超像素的20个样本比较，相似样本超过阈值时，则判断为背景；

D、对于步骤C中给出的前景目标图，进行形态学的开运算与闭运算，去掉孤立噪点区域和空洞区域；再进行连通域分析，获得一个或多个连通区域，每个连通区域在理想情况下对应一个移动物体；

E、对于每个前景连通域，计算连通域的TLBP特征，并用一个训练好的分类器进行分类；如分类结果是属于背景，则将该连通域整个从前景目标图中抹去；

F、根据步骤E中所获得的前景目标图和当前帧，对BM1中的单高斯模型进行更新；前景目标图中的所有前景像素点位置不参与更新；

G、根据BM1中的单高斯模型的背景图，进行快速图像分割，以更新图像的超像素表示；根据前景目标图、当前帧、超像素分割图，再对BM2中的模型进行更新；前景目标图中的所有前景像素点位置不参与更新，背景像素点基于预设概率放入所属超像素的20个背景样本中；

H、则对TLB图进行更新；TLB图为每个像素点维持一个32位的存储空间，每一位储存相应相邻两帧的比较结果；历史记录的最大保存量为32帧。

2.根据权利要求1所述的基于背景建模的视频移动目标侦测方法，其特征在于：步骤B中，

将输入图像与BM1的单高斯模型中的背景图进行相减并进行阈值判断，生成二值化的前景目标图，公式如下：

式中I(x,y,t)表示(x,y)处在当前帧的像素值，当前帧时间为t，μ(x,y,t-1)为像素点(x,y)在时域上到前一帧为止的均值，σ(x,y,t-1)为像素点(x,y)在时域上到前一帧为止的标准方差，二者共同构成了BM1的单高斯模型。

3.根据权利要求2所述的基于背景建模的视频移动目标侦测方法，其特征在于：步骤C中，

根据帧图像与BM2模型，对步骤B中所获得的前景目标图进行修改，公式如下：

式中N_i为(x,y)所属超像素的第i个样本；δ(x,y)定义如下：

4.根据权利要求1所述的基于背景建模的视频移动目标侦测方法，其特征在于：步骤E中，

TLBP特征是一个512维的直方图特征，每一维代表了一个3x3的邻域内的0、1组合模式，其特征值为此种0、1组合模式在该连通区域内的过去32帧中的出现次数。

5.根据权利要求4所述的基于背景建模的视频移动目标侦测方法，其特征在于：步骤E中，采用线性svm分类器。

6.根据权利要求3所述的基于背景建模的视频移动目标侦测方法，其特征在于：步骤F中，

单高斯模型的更新公式如下：

μ(x,y,t)＝αμ(x,y,t-1)+(1-α)I(x,y,t)

σ²(x,y,t)＝ασ²(x,y,t-1)+(1-α)(I(x,y,t)-μ(x,y,t))²

其中α为衰减系数，代表历史信息的重要程度。