监控视频序列中运动目标的自动跟踪算法研究(3)_毕业论文

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监控视频序列中运动目标的自动跟踪算法研究(3)

首先,取出相减后的图像的一切位置的目标图像,进行判断和识别。将低于某个阈值的像点取为零,由此可以大大减少背景所带来的影响。但是一些高频的背景区域是很难去掉的,虽然人脑是可以很快发现的,但对于计算机而已并不容易实现。其可对单一目标的轨迹进行特定的探测,但是对多个目标就不试用了。

其次,把图像分区,求出每个区域的重心和重量。阈值在经过过滤后,基本可以去掉背景区域,多个目标区域的重心变化可以被显示出,从而显示出多个目标的运动轨迹。通过该方法,目视效果被大大改善了,但是它给出的是一组数据,不能直接应用于绘出运动轨迹和反馈控制。

然后,对局部重心分类和组合。将相邻的子块连通成一组,即可求出该组的重心,从而得到一个目标的重心。从物理学角度来讲,多个目标在空间上是分割开来的,那么他们所占的局部重心在空间也是相互分开的,这样就求出了各个目标各自的重心。把M×N的图像分为Mb×Nb个子块,依次求出(u,v)位置子块的重心位置坐标Xb(u,v)、Yb(u,v)和重量Gb(u,v)。设Sb(u,v)是(u,v)位置子块的群组属性值。以子块的平均重量为依据,设定阈值G0,对Sb(u,v)分类。当Gb(u,v)小于阈值时,Gb(u,v)和Sb(u,v)置为零,否则给Sb(u,v)分配一个不相重的非零值。上述处理进行之后,重量不为零的相邻子块取相同的群组属性值。那么群组属性值相同的子块属于同一群组。文献综述

最后,以群组为单位,求出该群组内子块的合并重心位置坐标和平均重量,即为各自目标的位置和重量。少数背景变化大的背景区域也极有可能是一个群组,但是与运动目标的行为有着极大的差别,可以通过其他参数删除。

4. 背景的处理

4.1. 背景模型的建立

背景图像difference法是基于背景静止的情况下,但在实际情况下,背景并不可能是完全静止的,背景会根据照明和天气因素的变化而变化。背景的变化给目标检测带来了很大的困难,因此,对背景图像进行实时更新是非常有必要的。对视频中的某个像素(x,y)定义其分布模型,设在t时刻,该像素取值的集合为{X1,X2,……Xt}={I(x0,y0,i),1≤i≤t},其中I为视频帧。如果用K个Gaussian分布模型来近似该像素的所有历史值,那么我们观察到的当前像素的概率为:

                         (式4.1)

其中,ωi,t是t时刻的第i个Gaussian模型的权值,满足条件, 它的大小是当前用该Gaussian模型表示像素值时的可靠程度的体现。μi,t和∑i,t分别是t时刻第i个Gaussian模型的均值和协方差,K为Gaussian模型的个数。η是高斯密度函数,其定义为:

              (式4.2)

4.2. 背景模型的更新

假如没有与新输入的像素值相匹配的Gaussian模型,则把Gaussian模型中权值最低的Gaussian分布去掉,并依据新输入的像素值引入一个新的Gaussian分布:以当前的像素亮度值作为平均值μ,并赋以较大的方差∑和较小的权值ω。对于匹配的Gaussian模型来说,在t时刻的k个Gaussian分布的权值做以下的更新:源.自/优尔·论\文'网·www.youerw.com/

                             (式4.3)

                     (式4.4)

Mk,t是匹配检测算子。其中,α是权值更新率,是用来表示背景更新快慢的常数。当权值被更新后,还必须对权值重新进行标准化操作,使其符合条件 ,对于权值的标准化操作可以按如下公式进行: (责任编辑:qin)