[发明专利]基于流水线结构的高速视频目标检测方法

摘要

本发明属于图像处理、光电技术技术领域，具体涉及一种基于流水线结构的高速视频目标检测方法。本发明的方法采用8线程流水处理方式，并行实施以下线程视频获取线程、灰度化线程、背景学习线程、视频差分线程、阈值分割线程、形态滤波线程、区域划分线程和特征统计与存储线程。本发明的方法解决了现有PC环境下高清视频目标检测速度慢、实时性差的技术问题；采用多线程并行流水式处理结构，在多核CPU环境下可在满足检测性能的同时极大的提高程序的运行速度，为后续智能视频分析速度提供了较大提升空间。

主权项

一种基于流水线结构的高速视频目标检测方法，其特征在于：采用8线程流水处理方式，并行实施以下线程：1)视频获取线程；2)灰度化线程；3)背景学习线程；4)视频差分线程；5)阈值分割线程；6)形态滤波线程；7)区域划分线程；8)特征统计与存储线程；本方法流程如下所述：1)视频获取线程将视频文件解码成帧图像Fk，并存入公用内存区，对其进度标志dP_Read进行自增；2)灰度化线程判断灰度化线程线程进度标志dP_Gray是否小于dP_Read：若dP_Gray≥dP_Read，则进行短暂休眠；若dP_Gray<dP_Read，则对采集到的帧图像Fk进行灰度化操作，将结果记为Fgk，并将其存入公共内存区，对其进度标志dP_Gray进行自增；3)背景学习线程判断背景学习线程进度标志dP_Background是否小于dP_Gray：若dP_Background≥dP_Gray，则进行短暂休眠；若dP_Background<dP_Gray，则根据当前图像、前帧图像、前帧背景求取对应像素背景差和帧间差，判断是否进行背景更新；对所有像素进行上述判断背景学习线程进度标志dP_Background是否小于dP_Gray操作就完成了背景更新，得到当前帧的背景图像BGk，对其进度标志dP_Background进行自增；4)视频差分线程判断视频差分线程进度标志dP_Diff是否小于dP_Background：若dP_Diff≥dP_Background，则进行短暂休眠；若dP_Diff<dP_Background，则针对当前背景BGk与当前帧灰度图像Fgk，计算背景差分图像Dk，将图像Dk存入公共内存区，对其进度标志dP_Diff进行自增；5)阈值分割线程判断阈值分割线程进度标志dP_Threshold是否小于dP_Diff：若dP_Threshold≥dP_Diff，则进行短暂休眠；若dP_Threshold<dP_Diff，则计算图像Dk的均值μ和标准差σ，针对图像Dk中大于μ+σ的像素值，采用最大类间方差法对图像Dk进行分割，形成分割图像Dtk，将图像Dtk存入公共内存区，对其进度标志dP_Threshold进行自增；6)形态滤波线程判断形态滤波线程进度标志dP_Morph是否小于dP_Threshold：若dP_Morph≥dP_Threshold，则进行短暂休眠；若dP_Morph<dP_Threshold，则去除图像Dtk中的噪点、填补空洞，将去噪、填补空洞之后的图像Dmk存入公共内存区，对其进度标志dP_Morph进行自增；7)区域划分线程判断区域划分线程进度标志dP_Region是否小于dP_Morph：若dP_Region≥dP_Morph，则进行短暂休眠；若dP_Region<dP_Morph，则对图像Dmk中的目标区域进行区域标记，通过判断非0像素点之间的连通性，将同属于一个区域的像素点标记在一起；经过区域标记后，得到一组目标，统计各目标的横纵方向的最大最小值，计算其外接矩形的面积，统计其重心，将前一帧图像中标记出的各目标与当前帧求取的目标进行相似性帧间关联；将目标区域信息存入公共内存区，对其进度标志dP_Region进行自增；8)特征统计与存储线程判断特征统计与存储线程进度标志dP_Feature是否小于dP_Region：若dP_Feature≥dP_Region，则进行短暂休眠；若dP_Feature<dP_Region，则特征统计通过对本帧出现的目标以图像Dmk作为掩膜，对RGB图Fk进行特征提取；将提取出的特征写入数据库，以备后续处理使用；对其进度标志dP_Feature进行自增。