[发明专利]一种基于Vibe和视差图背景差法的运动目标检测方法

说明书

本发明公开了一种基于Vibe和视差图背景法的运动目标检测方法，其涉及计算机视觉领域。该方法首先根据视差图序列建立高斯模型，采用视差图背景差法进行运动目标检测；再采用基于改进的Vibe算法的运动目标检测；最后对两运动目标检测的结果进行与操作获得最后运动目标区域，继续更新背景模型，可进行下一帧的运动目标检测。本发明结合了基于单目视觉的目标检测方法和基于双目视觉的目标检测方法，可提取完整的运功目标，改善了基于单目视觉运动目标检测容易受到光照和阴影影响的问题，同时能够消除了鬼影现象。

技术领域

本发明涉及计算机视觉领域，特指一种基于Vibe和视差图背景差法的运动目标检测方法。

背景技术

运动目标检测是实现目标识别和跟踪的基础。快速、准确地检测出运动目标，有利于目标跟踪、识别与行为理解等后续工作的进行，在虹膜、人脸识别、安全监控、机器人导航、飞机和卫星监控系统等方面有着广泛的应用。

其中，运动目标检测算法有光流法、帧间差分法和背景差分法三种。光流法需要专门的硬件支持，计算复杂且计算量大，一般较少使用。帧间差分法原理简单，对噪声和光线变化不敏感，但是目标检测结果容易出现空洞现象。背景差分法可以提取目标的完整信息，但是容易受到光照等外部场景的动态变化的影响。当运动目标有缓慢变化转为快速运动的时候，背景差分法容易将背景显露区域(即当前背景还留有上一帧的运动目标信息，但运动目标此时已不在该区域)检测为前景，出现“影子“现象，且在有树枝摆动等复杂场景中对噪声的处理效果不佳，对环境的适应性较差，这样的误检会对后续的目标跟踪造成困难。传统的基于单目视觉的运动目标检测方法能检测出运动目标的轮廓，但是容易受到外界条件的影响，会把阴影和部分背景检测为前景。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提出一种基于Vibe和视差图背景差法的运动目标检测方法。该方法是一种双目视觉的运动检测方法，能够提取完整的运动目标，消除运动检测过程中出现的鬼影，以及采用基于视差图背景差法改善了基于单目视觉的运动检测容易光照和阴影的影响。

为实现上述目的，本发明技术方案具体包括以下步骤：

S1在平行双目立体视觉系统下，采用左、右两摄像机采集图像，进行基于视差图背景差法的运动前景检测；

S2利用步骤S1.1求解视差图的所有左图像的最后一帧左图像来建立Vibe背景模型，并利用改进的Vibe算法提取运动前景目标；

S3对步骤S1.2和S2.2结果进行与操作得到运动目标检测结果，再更新背景模型，继续新的图像帧的运动目标检测。

进一步，作为本发明的优选技术方案，所述S1包括：

S1.1针对左右摄像机采集到的左右图像序列，求得同一时刻采集的左右图像对的视差图，利用视差图建立初始背景模型；

S1.2采集下一帧左右图像，求解该左右图像的视差图，利用视差图背景差法进行前景目标检测。

进一步，作为本发明的优选技术方案，所述S1.1包括：利用census立体匹配方法求得相同时刻采集的左图像fl,i(1≤i≤n)和右图像fr,i(1≤i≤n)的视差图Bi(1≤i≤n)，得到背景视差图序列B1,B2,...Bn，并利用背景视差图序列建立单高斯统计背景模型；背景视差图中像素点(x,y)的均值μ0(x,y)和方差分别为：