[发明专利]适用于法庭庭审监控的目标检测方法

权利要求书

1.一种适用于法庭庭审监控的目标检测方法，其特征在于包括以下步骤：

S1 将法庭庭审视频帧序列逐帧进行列向量化得到待观测矩阵X；

S2 依据得到的待观测矩阵X，对构建的运动目标函数进行求解，得到相应的低秩矩阵和稀疏矩阵，其中低秩矩阵即为背景，稀疏矩阵即为需检测的目标；

所述运动目标函数为：

式中，表示待观测矩阵，x_t为待处理视频帧序列的第t帧经过向量化得到，m表示每个视频帧中包含的像素个数，t_end表示待处理视频帧序列中总帧数，W表示权值矩阵，表示矩阵之间的对应位置的元素相乘操作，和分别表示矩阵X的基和系数，V^T表示V的转置，r表示矩阵X的秩，表示稀疏矩阵，B表示隐藏乘子矩阵，A表示拉普拉斯变量矩阵，b_t，α_t和w_t分别表示矩阵B，A和W^1/2的第t列，表示视频帧x_t的稀疏部分；η表示给定的平衡因子，表示模型误差的方差，表示二范式，b_i,t和α_i,t分别表示隐藏乘子和拉普拉斯变量，i=1,2,…,m， t=1,2,…,t_end，ε表示给定的非常小的接近零的非零值；

该步骤包括以下分步骤：

S21 获取初始化基U⁽⁰⁾、初始化低秩矩阵L⁽⁰⁾、初始化稀疏矩阵S⁽⁰⁾；

S22对于待观测矩阵X的第t帧，t=1,2，…，t_end，利用以下公式对U进行更新，得到第t帧对应的U^(t)；

式中，，和f_k分别表示矩阵的和F_t的第k列，表示矩阵的对角线元素，k=1,2,…,r；

；

式中，C₀=0，F₀=0，，，；表示对向量进行对角化操作；

S23对于待观测矩阵X的记为第t帧，利用以下公式进行迭代求解，得到w_t、v_t、b_t和α_t，并按照，计算得到s_t，同时将其赋值给S的第t列，即；

式中，表示对每个输入像素均进行开方处理，l_t=Uv_t表示低秩部分，表示稀疏部分；I是一个的单位矩阵；，，，，b^*表示函数f(b_i,t)的稳定点，定义为：

是软阈值运算，其阈值为；

S24 利用，计算得到l_t，同时将其赋值给L的第t列，即；

S25判断是否满足收敛条件，若满足收敛条件，进入步骤S26；否则则重复步骤S22~S25，对第t帧进行迭代求解，直至满足收敛条件；收敛条件为：或当前帧迭代次数达到设定阈值；其中，表示第t帧s_t的第(l+1)次迭代结果，表示第t帧s_t的第l次迭代结果；

S26 按照时间顺序对待观测矩阵的各帧进行处理，即在第t帧基础上增加1帧，之后返回步骤S22，直至待观测矩阵X的所有帧数都处理完；

S3 将稀疏矩阵提取出即得到需检测的目标。

2.根据权利要求1所述适用于法庭庭审监控的目标检测方法，其特征在于步骤S21中初始化基U⁽⁰⁾、初始化低秩矩阵L⁽⁰⁾、初始化稀疏矩阵S⁽⁰⁾按照以下分步骤得到：

M1初始化低秩矩阵L⁽⁰⁾，依据法庭庭审视频帧序列开始的若干帧，通过计算各帧对应位置平均值得到视频帧序列的中值，并以此作为初始化的低秩矩阵L⁽⁰⁾，即初始化背景；

M2 初始化U⁽⁰⁾，按照以下公式得到待观测矩阵X的初始化基U⁽⁰⁾：

式中，U⁽⁰⁾表示待观测矩阵X的初始化基，R₁和 R₂表示两个随机投影矩阵，随机投影矩阵满足高斯分布，，；L⁽⁰⁾为初始化背景；

M3初始化稀疏矩阵S⁽⁰⁾，任意给定初始稀疏矩阵S⁽⁰⁾。