一种动态背景下运动目标的检测方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种动态背景下运动目标的检测方法及装置，根据前后帧图像中对应像素点的位置变换，采用相位相关算法确定全局运动参量；采用全局运动参量对前后帧图像进行背景匹配，将动态背景下运动目标的检测转变为静态背景下运动目标的检测；利用帧间差分法分割出运动目标的轮廓，并利用形态学的方法检测出运动目标。本发明专利技术所提供的动态背景下运动目标的检测方法及装置，能够解决目前动态背景下运动目标检测存在的背景干扰大、检测精度低的问题，可以实现在动态背景下准确、有效地检测出运动目标。

【技术实现步骤摘要】
一种动态背景下运动目标的检测方法及装置
本专利技术涉及目标检测
，特别是涉及一种动态背景下运动目标的检测方法及装置。
技术介绍
运动目标检测是图像处理技术中的关键基础技术，利用运动目标检测技术可以对视频图像中感兴趣的目标进行实时地检测、识别、提示报警，是进一步视频图像处理的重要依据。运动目标检测技术已经广泛应用于智能视频监控、犯罪预防、智能分辨、自动制导等安防、军事领域。运动目标检测是将运动目标从视频序列图像背景中分离出来。各类实际应用需求的不断增多，大大推动了运动目标检测技术的发展，产生了许多成熟的目标检测算法。现有技术一般采用静态环境下对运动目标的检测，而在动态背景下运动目标检测存在背景干扰大、检测精度低的缺点，如何在动态背景下对运动目标进行检测是本领域亟待解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种动态背景下运动目标的检测方法及装置，以解决现有动态背景下运动目标检测存在的背景干扰大、检测精度低的问题。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种动态背景下运动目标的检测方法，包括：根据前后帧图像中对应像素点的位置变换，采用相位相关算法确定全局运动参量；采用所述全局运动参量对前后帧图像进行背景匹配，将动态背景下运动目标的检测转变为静态背景下运动目标的检测；利用帧间差分法分割出运动目标的轮廓，并利用形态学的方法检测出运动目标。可选地，所述根据前后帧图像中对应像素点的位置变换，采用相位相关算法确定全局运动参量包括：对图像进行二维离散傅里叶变换；根据互功率谱中相位信息变化的对应关系，计算出图像间的相对运动参量，将所述相对运动参量作为所述全局运动参量。可选地，所述采用所述全局运动参量对前后帧图像进行背景匹配包括：采用抛物线插值的方法对所述前后帧图像进行背景匹配。可选地，所述利用帧间差分法分割出运动目标的轮廓包括：将前一帧图像和配准后的图像进行帧间差分，生成差分图像；通过预设阈值对所述差分图像进行阈值化分割，得到二值化的运动目标图像，确定所述运动目标的轮廓。可选地，所述利用形态学的方法检测出运动目标包括：对得到的所述二值化的运动目标图像进行膨胀处理；对经过膨胀处理的图像进行腐蚀处理；填充腐蚀处理后图像中孤立的内部像素点，检测出完整的运动目标。本专利技术还提供了一种动态背景下运动目标的检测装置，包括：全局运动参量确定模块，用于根据前后帧图像中对应像素点的位置变换，采用相位相关算法确定全局运动参量；背景匹配模块，用于采用所述全局运动参量对前后帧图像进行背景匹配，将动态背景下运动目标的检测转变为静态背景下运动目标的检测；检测模块，用于利用帧间差分法分割出运动目标的轮廓，并利用形态学的方法检测出运动目标。可选地，所述全局运动参量确定模块包括：变换单元，用于对图像进行二维离散傅里叶变换；计算单元，用于根据互功率谱中相位信息变化的对应关系，计算出图像间的相对运动参量，将所述相对运动参量作为所述全局运动参量。可选地，所述背景匹配模块具体用于：采用抛物线插值的方法对所述前后帧图像进行背景匹配。可选地，所述检测模块包括：差分图像生成单元，用于将前一帧图像和配准后的图像进行帧间差分，生成差分图像；运动目标轮廓确定单元，用于通过预设阈值对所述差分图像进行阈值化分割，得到二值化的运动目标图像，确定所述运动目标的轮廓。可选地，所述检测模块包括：膨胀处理单元，用于对得到的所述二值化的运动目标图像进行膨胀处理；腐蚀处理单元，用于对经过膨胀处理的图像进行腐蚀处理；运动目标检测单元，用于填充腐蚀处理后图像中孤立的内部像素点，检测出完整的运动目标。本专利技术所提供的动态背景下运动目标的检测方法及装置，根据前后帧图像中对应像素点的位置变换，采用相位相关算法确定全局运动参量；采用全局运动参量对前后帧图像进行背景匹配，将动态背景下运动目标的检测转变为静态背景下运动目标的检测；利用帧间差分法分割出运动目标的轮廓，并利用形态学的方法检测出运动目标。本专利技术所提供的动态背景下运动目标的检测方法及装置，能够解决目前动态背景下运动目标检测存在的背景干扰大、检测精度低的问题，可以实现在动态背景下准确、有效地检测出运动目标。附图说明为了更清楚的说明本专利技术实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术所提供的动态背景下运动目标的检测方法的一种具体实施方式的流程图；图2为本专利技术实施例中采用相位相关算法确定全局运动参量的过程示意图；图3为本专利技术实施例中利用帧间差分法分割出运动目标的轮廓的过程示意图；图4为本专利技术实施例中利用形态学的方法检测出运动目标的过程示意图；图5为本专利技术实施例提供的动态背景下运动目标的检测装置的结构框图。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术所提供的动态背景下运动目标的检测方法的一种具体实施方式的流程图如图1所示，该方法包括：步骤S101：根据前后帧图像中对应像素点的位置变换，采用相位相关算法确定全局运动参量；每个像素的运动可以分解成由摄像机的运动引起全局运动和由运动物体引起的局部运动。全局运动是指在拍摄过程中由于相机运动造成原本静止的背景相对于相机所产生的运动。在动态背景下运动目标检测时，由于摄像机的运动使得图像中像素点的坐标从前一帧的(x,y)变换到当前帧的(x',y')，那么前后两帧中对应像素点的坐标变换满足如下的仿射变换模型:其中，σ为缩放运动参数，θ0为旋转角度，(x0,y0)为平移参数。如果能够准确地估计出上述参数，那么就能得到当前帧和前一帧之间的运动关系，从而得到全局运动参量。参照图2，本步骤中根据前后帧图像中对应像素点的位置变换，采用相位相关算法确定全局运动参量的过程可以具体包括：步骤S1011：对图像进行二维离散傅里叶变换；步骤S1012：根据互功率谱中相位信息变化的对应关系，计算出图像间的相对运动参量，将所述相对运动参量作为所述全局运动参量。由于相位相关法的高效性和准确性，因此本专利技术实施例选用相位相关法来估计全局运动参量。它的基本思路是将空域问题转换到频域下进行处理。因为在对图像进行二维离散傅里叶变换后，主要的特征为幅值和相位，其中相位信息包含了图像的大量特征信息，所以通过求相位变化的对应关系，就可以计算出图像间的相对运动参量。由于它只利用了互功率谱中的相位信息，减少了对图像内容的依赖性，对图像的亮度变化不敏感，具有一定的抗干扰能力，且具有较高的匹配精度。假设f2(x,y)为图像f1(x,y)在x轴和y轴分别平移x0和y0后的图像，即f2(x,y)＝f1(x-x0,y-y0)(2)将(2)式进行傅里叶变换，得到(3)式：图像f1(x,y)和f2(x,y)的互功率谱为：式中，为f1(x,y)的复共轭函数，将(4)式两边同时进行傅里叶逆变换得：式中，f1(x,y)为傅里叶逆变换。由式(本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种动态背景下运动目标的检测方法，其特征在于，包括：根据前后帧图像中对应像素点的位置变换，采用相位相关算法确定全局运动参量；采用所述全局运动参量对前后帧图像进行背景匹配，将动态背景下运动目标的检测转变为静态背景下运动目标的检测；利用帧间差分法分割出运动目标的轮廓，并利用形态学的方法检测出运动目标。

【技术特征摘要】
1.一种动态背景下运动目标的检测方法，其特征在于，包括：根据前后帧图像中对应像素点的位置变换，采用相位相关算法确定全局运动参量；采用所述全局运动参量对前后帧图像进行背景匹配，将动态背景下运动目标的检测转变为静态背景下运动目标的检测；利用帧间差分法分割出运动目标的轮廓，并利用形态学的方法检测出运动目标。2.如权利要求1所述的动态背景下运动目标的检测方法，其特征在于，所述根据前后帧图像中对应像素点的位置变换，采用相位相关算法确定全局运动参量包括：对图像进行二维离散傅里叶变换；根据互功率谱中相位信息变化的对应关系，计算出图像间的相对运动参量，将所述相对运动参量作为所述全局运动参量。3.如权利要求2所述的动态背景下运动目标的检测方法，其特征在于，所述采用所述全局运动参量对前后帧图像进行背景匹配包括：采用抛物线插值的方法对所述前后帧图像进行背景匹配。4.如权利要求1至3任一项所述的动态背景下运动目标的检测方法，其特征在于，所述利用帧间差分法分割出运动目标的轮廓包括：将前一帧图像和配准后的图像进行帧间差分，生成差分图像；通过预设阈值对所述差分图像进行阈值化分割，得到二值化的运动目标图像，确定所述运动目标的轮廓。5.如权利要求1至3任一项所述的动态背景下运动目标的检测方法，其特征在于，所述利用形态学的方法检测出运动目标包括：对得到的所述二值化的运动目标图像进行膨胀处理；对经过膨胀处理的图像进行腐蚀处理；填充腐蚀处理后图像中孤立的内部像素点，检测出完整的运动目标。6.一种动态背景下运动目标的检测装...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱明，周同雪，
申请(专利权)人：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，
类型：发明
国别省市：吉林,22