[发明专利]一种基于光流与帧间匹配的运动目标检测方法

摘要

本发明涉及一种基于光流与帧间匹配的运动目标检测方法，预处理两帧图像，粗校准两帧图像，计算得到整体环境偏移分量；计算两帧图像的光流场；减去整体环境偏移分量，得到光流场运动幅度；将光流场运动幅度阈值化，得到去除整体环境偏移分量的运动目标区域和非运动区域；精配准两帧图像，并计算前一帧图像到后一帧图像的透视变换矩阵；利用透视变换矩阵将前一帧图像变换到后一帧图像的坐标系下；对得到的两帧图像进行差分，对差分得到的结果进行阈值分割，并使用形态学运算滤除噪声，得到多个连续运动目标区域；对多个连续运动目标区域聚类，得到区域的中心坐标；将中心坐标之间距离小于设定阈值的连续运动目标区域合并输出，得到检测到的运动目标。

主权项

1.一种基于光流与帧间匹配的运动目标检测方法，其特征在于包括以下步骤：(1)预处理输入的两帧图像；(2)粗校准两帧图像，计算得到整体环境偏移分量；(3)计算所述两帧图像的光流场；(4)利用光流场减去整体环境偏移分量，得到光流场运动幅度；(5)利用设定阈值将光流场运动幅度阈值化，得到去除整体环境偏移分量的运动目标区域和非运动区域；(6)利用在两帧图像非运动区域提取的特征点对，精配准两帧图像，并计算前一帧图像到后一帧图像的透视变换矩阵；(7)利用透视变换矩阵将前一帧图像变换到后一帧图像的坐标系下；(8)对步骤(7)处理得到的两帧图像进行差分，对差分得到的结果进行阈值分割，并使用形态学运算滤除噪声，得到多个连续运动目标区域；(9)对多个连续运动目标区域聚类，得到多个连续运动目标区域的中心坐标；(10)将中心坐标之间距离小于设定阈值的连续运动目标区域合并输出，得到检测到的运动目标；所述在步骤(5)中，得到所述运动目标区域和非运动区域的实现为：将运动幅度大于设定阈值的点作为运动目标区域，小于设定阈值的作为非运动区域；在步骤(6)中精配准两帧图像，并计算前一帧图像到后一帧图像的透视变换矩阵的实现，包括以下过程：(a)对所述两帧图像进行改良自FAST算法的ORB特征点的提取，各个计算特征点的特征值，利用所述运动目标区域与非运动区域，滤除所述图像运动目标区域的特征点，保留所述图像非运动区域的特征点，对非运动区域特征点的特征值使用欧氏距离进行特征匹配，选取欧式距离最小的点作为匹配点对，进而实现精匹配；(b)使用RANSAC算法筛选匹配点对，进而得到前一帧到后一帧背景部分的透视变换矩阵。