一种基于彩色RGB三平面色变帧差的运动目标检测方法，所述方法是获取待测场景下的相邻两帧彩色图像，提取彩色图像中红色、绿色和蓝色平面并存储；根据提取的六个平面，使用帧差法将红色、绿色和蓝色平面分别进行差运算，生成三幅差值图像；再针对三幅差值图像的像素点依次计算；最后对获得的新差值图像中每个像素点做二值化处理，从而获得运动目标的轮廓。本方法通过对RGB三个平面分别进行帧差计算，判断同一坐标像素点色差变化是否同向，对色差变化进行叠加计算，使得运动目标轮廓像素值与其他区域像素值形成较大反差，从而实现了对运动目标的准确提取，最大限度地保留了运动目标轮廓的完整信息。
【技术实现步骤摘要】
一种基于彩色RGB三平面色变帧差的运动目标检测方法
本专利技术涉及一种运动目标的检测方法，尤其是一种基于彩色RGB三平面色变帧差的运动目标检测方法。
技术介绍
视频技术在科学研究和工程应用领域有着广阔的发展前景。在视频图像处理过程中，运动目标的检测和提取是一项关键技术。运动目标检测与提取的目的是为了把运动目标从背景图像中分离出来，是运动目标与背景的分割问题。视频图像处理的首要任务是从视频图像序列中检测出运动的目标，如何快速有效的对背景和目标进行分离是当前研究的热点和重点。目前常用的检测算法有光流法、背景差法和帧间差法。其中，光流法运算量较大，不适合实时处理；背景差法需要建模，而且对动态场景变化较为敏感，参数（比如学习率）的不恰当设置将直接影响整体效果；帧间差法是一种在时间序列上进行差分的方法，由于不需要建模，因此实时性较其他方法是最好的。例如A.Lipton发表的论文《Movingtargetclassificationandtrackingfromrealtimevideo》对灰度平面帧差进行了详细的阐述；专利文献《一种运动目标的识别方法、装置》（CN103826102A）以帧差法为基础，与背景差法相结合，通过对当前帧建模并与下一帧图像进行差运算来确定运动目标区域。但是，上述文献中所使用的帧差法只对灰度平面进行帧差计算，由于单个平面每个像素点取值范围小且易受外部环境光线亮度变化的干扰，使得运动目标图像难以与背景图像准确区分，容易造成有效信息的丢失，增加了完整提取运动目标轮廓的难度，影响了后期视频图像处理的准确性。视频序列中运动目标检测是视频图像处理领域中的难点，在智能视频监控应用中，计算机需要对所采集的图像进行快速和准确处理，这一过程对软件算法提出了更高要求。尤其是对监控区域小、光线较暗或者亮度变化频繁的视频监控场景，现有算法的准确性就很难满足实际要求。
技术实现思路
针对上述现有技术存在的问题，本专利技术提供一种基于彩色RGB三平面色变帧差的运动目标检测方法。实现上述运动目标检测方法的技术方案如下。一种基于彩色RGB三平面色变帧差的运动目标检测方法，它由以下步骤实现：（1）根据待测场景下的视频内容获得第k-1帧和第k帧场景彩色图像，k为大于1的整数；（2）对步骤（1）获取的第k-1帧彩色图像，提取该彩色图像的红色平面fk-1(x,y,r)、绿色平面fk-1(x,y,g)和蓝色平面fk-1(x,y,b)，存储于记忆体内，x,y表示像素点坐标，r,g,b分别表示彩色图像的红色平面、绿色平面和蓝色平面，下标k-1表示视频帧数；（3）对步骤（1）获取的第k帧彩色图像，提取该彩色图像的红色平面fk(x,y,r)、绿色平面fk(x,y,g)和蓝色平面fk(x,y,b)，存储于记忆体内，下标k表示视频帧数；（4）根据步骤（2）和步骤（3）中提取的六个平面，使用帧差法将第k帧和第k-1帧图像的红色平面、绿色平面和蓝色平面分别进行差运算，生成对应于RGB三平面的三幅差值图像，分别为Dk(x,y,r)、Dk(x,y,g)、Dk(x,y,b)；运算表达式为：（5）对满足Dk(x,y,r)、Dk(x,y,g)、Dk(x,y,b)同时大于0或者同时小于0的像素点计算Dk(x,y)；Ck(x,y)的运算表达式为：式中，||表示取绝对值，Min{}表示{}括号内各项值中的最小值；（6）根据是否满足Dk(x,y,r)、Dk(x,y,g)、Dk(x,y,b)同时大于0或者同时小于0的条件，对各像素点计算相应的Dk(x,y)；对于符合条件的像素点，Dk(x,y)的运算表达式为：式中，δ为(0,3]之间的实数；对于不符合判断条件的像素点，Dk(x,y)的运算表达式为：（7）对步骤（6）中Dk(x,y)值计算得到新的差值图像Ek(x,y)；Ek(x,y)的运算表达式为：式中，floor[]函数表示对中括号[]内的数值进行向下取整运算；（8）对步骤（7）获得的新差值图像Ek(x,y)中每个像素点做二值化处理，从而获得运动目标的轮廓，二值化处理运算表达式为：式中，Ak(x,y)为二值化后图像，T为阈值。实现上述本专利技术所提供的一种基于彩色RGB三平面色变帧差的运动目标检测方法的技术方案，与现有技术相比，本专利技术通过对RGB三个平面分别进行帧差计算，以同一像素点色差变化的大小确定是否为前景运动图像；同时，通过判断同一坐标像素点色差变化是否同向，消除了外部环境因亮度变化而造成的影响；最后，对色差变化进行叠加计算，使得运动目标轮廓像素值与其他区域像素值形成较大反差，从而对运动目标进行完整、准确提取，最大限度地保留了运动目标轮廓的完整信息。具体实施方式下面将详细阐述本专利技术的具体实施方式。实施本专利技术上述所提供的一种基于彩色RGB三平面色变帧差的运动目标检测方法的技术方案，它是由以下步骤实现的。步骤一、根据待测场景下的视频内容获得第k-1帧和第k帧场景彩色图像，k为大于1的整数；步骤二、对步骤一获取的第k-1帧彩色图像，提取该彩色图像的红色平面fk-1(x,y,r)、绿色平面fk-1(x,y,g)和蓝色平面fk-1(x,y,b)，存储于记忆体内，x,y表示像素点坐标，r,g,b分别表示彩色图像的红色平面、绿色平面和蓝色平面，下标k-1表示视频帧数；步骤三、对步骤一获取的第k帧彩色图像，提取该彩色图像的红色平面fk-1(x,y,r)、绿色平面fk-1(x,y,g)和蓝色平面fk-1(x,y,b)，存储于记忆体内，下标k表示视频帧数；步骤四、根据步骤二和步骤三中提取的六个平面，使用帧差法将第k帧和第k-1帧彩色图像的红色平面、绿色平面和蓝色平面分别进行差运算，生成对应于RGB三平面的三幅差值图像，分别为Dk(x,y,r)、Dk(x,y,g)、Dk(x,y,b)；运算表达式为：fk图像为彩色图像，fk（x,y,r）、fk（x,y,g）和fk（x,y,b）为fk图像的红绿蓝三个平面，其中每个像素点的值均为大于零的整数；Dk（x,y,r）、Dk（x,y,g）、Dk（x,y,b）分别表示彩色RGB三平面的差值图像，差值图像每个像素点的值可能为正，也可能为负值。下面以第2帧与第1帧图像（即k=2时）中取3个坐标（0,0）（1,1）（2,2）对应像素点具体数值计算进行说明。假设坐标（0,0）对应的R平面f1（0,0,r）=1、f2（0,0,r）=200，G平面f1（0,0,g）=10、f2（0,0,g）=160，B平面f1（0,0,b）=8、f2（0,0,b）=100；坐标（0,0）对应的R平面D2（0,0,r）=f2（0,0,r）-f1（0,0,r）=200-1=199，G平面D2（0,0,g）=f2（0,0,g）-f1（0,0,g）=160-10=150，B平面D2（0,0,b）=f2（0,0,b）-f1（0,0,b）=100-8=92。坐标（1,1）对应的R平面f1（1,1,r）=5、f2（1,1,r）=0，G平面f1（1,1,g）=20、f2（1,1,g）=1，B平面f1（1,1,b）=40、f2（1,1,b）=3；坐标（1,1）对应的R平面D2（1,1,r）=f2（1,1,r）-f1（1,1,r）=0-5=-5，G平面D2（1,1,g）=f2（1,1,g）-f本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于彩色RGB三平面色变帧差的运动目标检测方法，它由以下步骤实现：（1）根据待测场景下的视频内容获得第k‑1帧和第k帧场景彩色图像，k为大于1的整数；（2）对步骤（1）获取的第k‑1帧彩色图像，提取该彩色图像的红色平面f k‑1(x,y,r)、绿色平面f k‑1(x,y,g)和蓝色平面f k‑1(x,y,b)，存储于记忆体内，x,y表示像素点坐标，r,g,b分别表示彩色图像的红色平面、绿色平面和蓝色平面，下标k‑1表示视频帧数；（3）对步骤（1）获取的第k帧彩色图像，提取该彩色图像的红色平面f k (x,y,r)、绿色平面f k(x,y,g)和蓝色平面f k (x,y,b)，存储于记忆体内，下标k表示视频帧数；（4）根据步骤（2）和步骤（3）中提取的六个平面，使用帧差法将第k帧和第k‑1帧图像的红色平面、绿色平面和蓝色平面分别进行差运算，生成对应于RGB三平面的三幅差值图像，分别为D k (x,y,r)、D k (x,y,g)、D k (x,y,b)；运算表达式为：（5）对满足D k (x,y,r)、D k (x,y,g)、D k (x,y,b)同时大于0或者同时小于0的像素点计算D k (x,y)；C k(x,y)的运算表达式为：式中，| |表示取绝对值，Min{ }表示{ }括号内各项值中的最小值；（6）根据是否满足D k (x,y,r)、D k (x,y,g)、D k (x,y,b)同时大于0或者同时小于0的条件，对各像素点计算相应的D k (x,y)；对于符合条件的像素点，D k (x,y)的运算表达式为：式中，δ为(0,3]之间的实数；对于不符合判断条件的像素点，D k (x,y)的运算表达式为：（7）对步骤（6）中D k (x,y)值计算得到新的差值图像E k (x,y)；E k (x,y)的运算表达式为：式中，floor[ ]函数表示对中括号[ ]内的数值进行向下取整运算；（8）对步骤（7）获得的新差值图像E k (x,y)中每个像素点做二值化处理，从而获得运动目标的轮廓，二值化处理运算表达式为： 式中，A k (x,y)为二值化后图像，T为阈值。...
【技术特征摘要】
1.一种基于彩色RGB三平面色变帧差的运动目标检测方法，它由以下步骤实现：（1）根据待测场景下的视频内容获得第k-1帧和第k帧场景彩色图像，k为大于1的整数；（2）对步骤（1）获取的第k-1帧彩色图像，提取该彩色图像的红色平面fk-1(x,y,r)、绿色平面fk-1(x,y,g)和蓝色平面fk-1(x,y,b)，存储于记忆体内，x,y表示像素点坐标，r,g,b分别表示彩色图像的红色平面、绿色平面和蓝色平面，下标k-1表示视频帧数；（3）对步骤（1）获取的第k帧彩色图像，提取该彩色图像的红色平面fk(x,y,r)、绿色平面fk(x,y,g)和蓝色平面fk(x,y,b)，存储于记忆体内，下标k表示视频帧数；（4）根据步骤（2）和步骤（3）中提取的六个平面，使用帧差法将第k帧和第k-1帧图像的红色平面、绿色平面和蓝色平面分别进行差运算，生成对应于RGB三平面的三幅差值图像，分别为Dk(x,y,r)、Dk(x,y,g)、Dk(x,y,b)；运算...
【专利技术属性】
技术研发人员：耿蒲龙，刘旭飞，宋渊，刘媛，雷志鹏，宋建成，田慕琴，
申请(专利权)人：太原理工大学，
类型：发明
国别省市：山西;14
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