[发明专利]一种基于样本窗的双核密度估计实时背景建模方法及装置

权利要求书

1.一种基于样本窗的双核密度估计实时背景建模方法，其特征在于：包括以下步骤，

S1、加工机械及工件定位系统开始工作后，从第N+1帧起，开始实际的工件操作、背景建模和工件定位；

S2、取前N帧图像上对应像素点的亮度值x₁，x₂，...，x_N作为计算该像素点的概率密度估计的样本，采用长期核计算概率密度模型：

其中，x_t是第t帧图像的样本像素点，x′_i是进行抵消震动处理之后的第i帧样本像素点，σ₂是长期核带宽参数，σ₂＝2σ；

S3、从第N+2帧开始，根据所计算的长期核概率密度P_l(x_t)，选择高于设定阈值T_bf的像素计算短期核计算概率密度模型：

其中，σ₁是短期核带宽参数，σ₁＝σ；

S4、将短期核计算概率密度模型合并到长期核计算概率密度模型上，以得到最终的概率密度模型：

2.根据权利要求1所述的基于样本窗的双核密度估计实时背景建模方法，其特征在于：还包括对步骤S2中的样本进行更新的方法，该更新方法包括：设定一先进先出的样本队列，将刚计算完概率密度值的帧加入到样本队列的末尾，且从样本队列的队首删除较早样本，以计算新采样帧的概率密度值。

3.根据权利要求1所述的基于样本窗的双核密度估计实时背景建模方法，其特征在于：当前帧的某像素点x_t的核密度估计值采用长期核计算概率密度模型和短期核计算概率密度模型计算，可按照以下方法进行优化：

当前帧的某像素点x_t的核密度估计值采用迭代方法进行计算：

首先、保存当前计算的x′_i和，设为SUM_t，设定当前计算的是t时刻的核密度估计，所用到的样本集是：x′₁，x′₂，...，x′_N；

然后、根据背景更新方法，当计算第t+1时刻的核密度估计时，需要用t时刻的帧替换掉最早的帧，即样本集为：x′₂，...，x′_N，x′_t，则：

SUM_t+1＝SUM_t+x′_t-x′₁。

4.根据权利要求1所述的基于样本窗的双核密度估计实时背景建模方法，其特征在于：在步骤S4中将短期核计算概率密度模型中高于设定阈 值T_bf的像素点合并到长期核计算概率密度模型上。

5.一种基于样本窗的双核密度估计实时背景建模装置，其特征在于，包括：

准备模块，用于加工机械及工件定位系统开始工作后，从第N+1帧起，开始实际的工件操作、背景建模和工件定位；

第一计算模块，用于取前N帧图像上对应像素点的亮度值x₁，x₂，...，x_N作为计算该像素点的概率密度估计的样本，采用长期核计算概率密度模型；

第二计算模块，用于从第N+2帧开始，根据所计算的长期核概率密度P_l(x_t)，选择高于设定阈值T_bf的像素计算短期核计算概率密度模型；

合并模块，用于将短期核计算概率密度模型合并到长期核计算概率密度模型上，以得到最终的概率密度模型。