一种运动目标频率检测方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术是关于一种运动目标频率检测方法及装置，通过以第一帧视频图像为基础建立像素值集合形式的背景模型；在后续帧视频图像中根据目标像素点的类型，选择重建或更新背景模型；最后统计所述目标像素点作为相应帧视频图像前景点的出现次数，生成运动目标频率热力图。当背景环境发生扰动时，对应发生扰动的帧视频图像中，背景模型立即采用相应的更新策略进行重建或更新，能够将背景环境的干扰及时纳入背景模型，从而保证运动目标提取的精度，进而提高运动目标频率检测的准确性；而且，所述背景模型是基于第一帧视频图像的邻域像素点像素值建立的像素值集合，无需复杂的数值计算，方便背景模型的构建或更新，从而提高运动目标频率检测的效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及图像处理
，尤其涉及一种运动目标频率检测方法及装置。
技术介绍
运动目标频率是指在一定时间跨度上，观察区域内出现运动目标的次数。通过检测所述运动目标频率，可以分析运动目标的行为规律，例如在商场中检测消费者出现在商铺的频率，可以对消费者的购买倾向进行分析，从而方便商场规划商铺分布，当然运动目标频率检测还广泛应用于交通、银行等不同领域，在行业分析中具有重要意义。运动目标频率检测通常包括以下步骤：视频监控设备以固定视角摄取观察区域内的视频图像，从视频图像中提取运动目标，统计运动目标的出现次数，最终得到运动目标频率。其中，运动目标的提取过程是保证运动目标频率检测准确性的关键，通常使用背景减除法进行运动目标提取。在具体实施时，视频图像由多个连续的帧视频图像组成，每个所述帧视频图像包括前景和背景，所述前景是人们感兴趣的图像区域，运动目标例如人或车等对应前景，所述背景是需要忽略的图像区域，例如货架或车道等对应背景。背景减除法的具体步骤包括：选择一个帧视频图像作为背景图像，所述背景图像中只包括背景，使用当前帧视频图像减去所述背景图像，得到当前帧视频图像对应的前景图像，从而完成运动目标提取。然而，由于外界环境的干扰，例如背景中物体的移入移出、光照的变化等，背景不断发生变化，如果相应的背景图像更新不及时，通过背景减除法可能会将背景作为前景提取出来，从而导致运动目标提取错误，进而造成运动目标频率的检测误差。
技术实现思路
为克服相关技术中存在的问题，本专利技术提供一种运动目标频率检测方法及装置。根据本专利技术实施例的第一方面，提供一种运动目标频率检测方法，该方法包括以下步骤：从视频图像序列中获取第一帧视频图像；在所述第一帧视频图像中，根据目标像素点对应邻域像素点的像素值，建立所述目标像素点的背景模型，所述背景模型为像素值集合；获取下一帧视频图像，根据当前帧视频图像的目标像素点像素值和目标像素点背景模型，判断所述目标像素点是否为前景点；如果所述目标像素点为前景点，在当前帧视频图像中，用目标像素点对应邻域像素点的像素值替换所述像素值集合中的全部元素，以重建背景模型；或者，如果所述目标像素点不为前景点，用当前帧视频图像中目标像素点的像素值随机替换所述像素值集合中的一个元素，以更新背景模型；在视频图像序列的所有帧视频图像中，统计所述目标像素点作为相应帧视频图像前景点的出现次数；根据所述出现次数，生成运动目标频率热力图。可选地，所述根据目标像素点对应邻域像素点的像素值，建立所述目标像素点的背景模型，包括：当所述目标像素点对应邻域像素点为四邻域像素点，且目标像素点的邻域内存在所有的四邻域像素点时，将像素值集合中相应位置的元素设置为所述四邻域像素点像素值，以建立背景模型；或者，当目标像素点的邻域内存在部分四邻域像素点时，将像素值集合中缺失四邻域像素点对应位置的元素设置为目标像素点的像素值，将像素集合中存在四邻域像素点对应位置的元素设置为存在四邻域像素点的像素值，以建立背景模型。可选地，所述目标像素点为背景点，使用当前帧视频图像中目标像素点的像素值随机替换所述像素值集合中的一个元素，以更新所述背景模型，包括：生成随机数；根据所述随机数，确定背景模型的更新元素位置；以当前帧视频图像中目标像素点的像素值替换所述更新元素位置的像素值。可选地，所述在视频图像序列的所有帧视频图像中，统计所述目标像素点作为相应帧视频图像前景点的出现次数，包括：建立各个帧视频图像的初始二值图像矩阵，所述初始二值图像矩阵的矩阵元素与帧视频图像的像素点相对应；前景点对应的矩阵元素设置为第一数值，背景点对应的矩阵元素设置为第二数值；对所述初始二值矩阵进行形态学开操作，得到优化二值图像矩阵；累加各个优化二值图像矩阵，得到出现次数矩阵，所述出现次数矩阵的矩阵元素与所述出现次数相对应。可选地，根据所述出现次数，生成运动目标频率热力图，包括：预设多个次数范围，以及与所述次数范围分别对应的显示颜色；当所述出现次数与所述次数范围相匹配时，将所述出现次数对应的像素点调整为相应显示颜色。根据本专利技术实施例的第二方面，提供一种运动目标频率检测装置，该装置包括：第一帧视频图像获取模块，用于从视频图像序列中获取第一帧视频图像；背景模型建立模块，用于在所述第一帧视频图像中，根据目标像素点对应邻域像素点的像素值，建立所述目标像素点的背景模型，所述背景模型为像素值集合；前景判断模块，用于获取下一帧视频图像，根据当前帧视频图像的目标像素点像素值和目标像素点背景模型，判断所述目标像素点是否为前景点；背景模型重建模块，用于如果所述目标像素点为前景点，在当前帧视频图像中，用目标像素点对应邻域像素点的像素值替换所述像素值集合中的全部元素，以重建背景模型；背景模型更新模块，用于如果所述目标像素点为背景点，用当前帧视频图像中目标像素点的像素值随机替换所述像素值集合中的一个元素，以更新背景模型；统计计算模块，用于在视频图像序列的所有帧视频图像中，统计所述目标像素点作为相应帧视频图像前景点的出现次数；运动目标频率热力图生成模块，用于根据所述出现次数，生成运动目标频率热力图。可选地，所述背景模型建立模块包括四邻域背景模型建立模块，用于当所述目标像素点对应邻域像素点为四邻域像素点，且目标像素点的邻域内存在所有的四邻域像素点时，将像素值集合中相应位置的元素设置为所述四邻域像素点像素值，以建立背景模型；或者，当目标像素点的邻域内存在部分四邻域像素点时，将像素值集合中缺失四邻域像素点对应位置的元素设置为目标像素点的像素值，将像素集合中存在四邻域像素点对应位置的元素设置为存在四邻域像素点的像素值，以建立背景模型。可选地，所述背景模型更新模块包括：随机数生成模块，用于生成随机数；更新元素位置确定模块，用于根据所述随机数，确定背景模型的更新元素位置；像素值替换模块，用于以当前帧视频图像中目标像素点的像素值替换所述更新元素位置的像素值。可选地，所述统计计算模块包括：初始二值图像矩阵建立模块，用于建立各个帧视频图像的初始二值图像矩阵，所述初始二值图像矩阵的矩阵元素与帧视频图像的像素点相对应；前景点对应的矩阵元素设置为第一数值，背景点对应的矩阵元素设置为第二数值；优化二值图像矩阵获得模块，用于对所述初始二值矩阵进行形态学开操作，得到优化二值图像矩阵；出现次数矩阵获得模块，用于累加各个优化二值图像矩阵，得到出现次数矩阵，所述出现次数矩阵的矩阵元素与所述出现次数相对应。可选地，所述运动目标频率热力图生成模块包括：显示预设模块，用于预设多个次数范围，以及与所述次数范围分别对应的显示颜色；显示模块，用于当所述出现次数与所述次数范围相匹配时，将所述出现次数对应的像素点调整为相应显示颜色。本专利技术的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：通过从视频图像序列中获取第一帧视频图像，在所述第一帧视频图像中，根据目标像素点对应邻域像素点的像素值，建立所述目标像素点的背景模型，所述背景模型为像素值集合；获取下一帧视频图像，根据当前帧视频图像的目标像素点像素值和目标像素点背景模型，判断所述目标像素点是否为前景点；如果所述目标像素点为前景点，在当前帧视频图像中，使用目标像素点对应邻域像素点的像素值替换所述像素值集合中的全部元素，以重建背景模型；如果本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种运动目标频率检测方法，其特征在于，包括：从视频图像序列中获取第一帧视频图像；在所述第一帧视频图像中，根据目标像素点对应邻域像素点的像素值，建立所述目标像素点的背景模型，所述背景模型为像素值集合；获取下一帧视频图像，根据当前帧视频图像的目标像素点像素值和目标像素点背景模型，判断所述目标像素点是否为前景点；如果所述目标像素点为前景点，在当前帧视频图像中，用目标像素点对应邻域像素点的像素值替换所述像素值集合中的全部元素，以重建背景模型；或者，如果所述目标像素点不为前景点，用当前帧视频图像中目标像素点的像素值随机替换所述像素值集合中的一个元素，以更新背景模型；在视频图像序列的所有帧视频图像中，统计所述目标像素点作为相应帧视频图像前景点的出现次数；根据所述出现次数，生成运动目标频率热力图。

【技术特征摘要】
1.一种运动目标频率检测方法，其特征在于，包括：从视频图像序列中获取第一帧视频图像；在所述第一帧视频图像中，根据目标像素点对应邻域像素点的像素值，建立所述目标像素点的背景模型，所述背景模型为像素值集合；获取下一帧视频图像，根据当前帧视频图像的目标像素点像素值和目标像素点背景模型，判断所述目标像素点是否为前景点；如果所述目标像素点为前景点，在当前帧视频图像中，用目标像素点对应邻域像素点的像素值替换所述像素值集合中的全部元素，以重建背景模型；或者，如果所述目标像素点不为前景点，用当前帧视频图像中目标像素点的像素值随机替换所述像素值集合中的一个元素，以更新背景模型；在视频图像序列的所有帧视频图像中，统计所述目标像素点作为相应帧视频图像前景点的出现次数；根据所述出现次数，生成运动目标频率热力图。2.根据权利要求1所述的运动目标频率检测方法，其特征在于，所述根据目标像素点对应邻域像素点的像素值，建立所述目标像素点的背景模型，包括：当所述目标像素点对应邻域像素点为四邻域像素点，且目标像素点的邻域内存在所有的四邻域像素点时，将像素值集合中相应位置的元素设置为所述四邻域像素点像素值，以建立背景模型；或者，当目标像素点的邻域内存在部分四邻域像素点时，将像素值集合中缺失四邻域像素点对应位置的元素设置为目标像素点的像素值，将像素集合中存在四邻域像素点对应位置的元素设置为存在四邻域像素点的像素值，以建立背景模型。3.根据权利要求1所述的运动目标频率检测方法，其特征在于，所述目标像素点为背景点，使用当前帧视频图像中目标像素点的像素值随机替换所述像素值集合中的一个元素，以更新所述背景模型，包括：生成随机数；根据所述随机数，确定背景模型的更新元素位置；以当前帧视频图像中目标像素点的像素值替换所述更新元素位置的像素值。4.根据权利要求1所述的运动目标频率检测方法，其特征在于，所述在视频图像序列的所有帧视频图像中，统计所述目标像素点作为相应帧视频图像前景点的出现次数，包括：建立各个帧视频图像的初始二值图像矩阵，所述初始二值图像矩阵的矩阵元素与帧视频图像的像素点相对应；前景点对应的矩阵元素设置为第一数值，背景点对应的矩阵元素设置为第二数值；对所述初始二值矩阵进行形态学开操作，得到优化二值图像矩阵；累加各个优化二值图像矩阵，得到出现次数矩阵，所述出现次数矩阵的矩阵元素与所述出现次数相对应。5.根据权利要求1所述的运动目标频率检测方法，其特征在于，根据所述出现次数，生成运动目标频率热力图，包括：预设多个次数范围，以及与所述次数范围分别对应的显示颜色；当所述出现次数与所述次数范围相匹配时，将所述出现次数对应的像素点调整为相应显示颜色。6.一种运动目标频率检测装置，其特征在于，包括：第一帧视频图像获...

【专利技术属性】
技术研发人员：史方，周震，雷章明，
申请(专利权)人：史方，
类型：发明
国别省市：四川;51