一种用于安防视频监控平台的视频昼夜模式快速判别方法技术

一种用于安防视频监控平台的视频昼夜模式快速判别方法，涉及安防视频监控领域，包括以下步骤：获取待分析的原始图像；中值滤波处理；计算掩模图像；据掩模图像信息，分别计算红、绿、蓝三通道的直方图、水平方向投影直方图和垂直方向投影直方图；计算各通道直方图间相关性，基于相关性分析确定视频昼夜模式。本发明专利技术不需要前端设备传递当前数据的昼夜模式状态，对于任意前端设备均适用，适用性广；三种维度直方图在更高维的特征空间描述了原始图像的特征，信息丢失少，精度更高；通过掩模区域的确定，只基于部分区域提取直方图特征，相对整幅图像方式降低了计算复杂度，直方图相关性计算也避免使用神经网络等分类器，计算速度快。计算速度快。计算速度快。

【技术实现步骤摘要】
一种用于安防视频监控平台的视频昼夜模式快速判别方法


[0001]本专利技术涉及安防视频监控
，具体涉及一种用于安防视频监控平台的视频昼夜模式快速判别方法。

技术介绍

[0002]随着大数据、云计算等新兴技术的发展，传统的安防视频监控也朝着智能化、集成化方向发展。先进的安防视频监控平台，需要具备数据处理及分析、决策的能力。基于端边云架构的安防视频监控平台，通过对前端采集的数据融合智能化处理和分析，实现业务场景下的智能感知，可以提前做好预警、决策等工作，实现端边云协同模式下的智能化安防。
[0003]端边云一体化架构在释放算力、智能感知上，具有一定的优越性，可以实现资源统一管理，驱动计算处理向边缘扩散，推动算力泛在化发展，将算法与算力有效结合，提升系统的智能化分析能力。
[0004]安防相机按照成像场景光线的差异，分为白天和夜间两种拍摄模式，这两种模式的成像机制各不相同。白天模式可见光相机拍摄时使用的滤光片可以滤除红外波段的光线，防止红外光透过导致图像偏色，夜间模式可见光相机拍摄时使用的滤光片可以使光线全部透过，通过增加光的透过波段提升夜间的成像效果。视觉表现为白天模式输出彩色图像，通过红绿蓝三个颜色通道描述监控场景，夜间模式输出灰度图像，图像的红绿蓝三个颜色通道数据比较接近，人眼察觉不到图像中的彩色信息。
[0005]昼夜图像成像条件不同，图像的特性也不同，边、云端算法无法用同样的原理实现全天候智能分析，需要根据拍摄视频数据的昼夜模式分别采用适用于白天或者夜间的算法，因此，自动判别当前视频的昼夜模式对于边、云端算法的智能识别具有重要意义。
[0006]现有的视频昼夜模式判别方法主要有前端状态传递法、时间判定法和基于图像分析的判别方法。前端状态传递法利用前端设备传递的昼夜模式信息切换边、云端算法昼夜模式，这种方式需要前端设备定制开发实现，对于老旧设备无法定制开发的场景无法适用。时间判定法基于当前时间判断视频的昼夜模式，除早晚临界时段可能和真实模式存在偏差外，该方法仅适用于实时视频流，对于无时间属性的历史录像或图像无法适用。基于图像分析的判别方法通过图像识别自动确定视频的昼夜模式，该方法具有可靠性高、适用性广的优点，实际应用中更具有推广价值，现有的图像分析方法一般基于HSV颜色空间中颜色的亮度值(V)和饱和度(S)确定视频的昼夜模式，该方法计算复杂度较高，准确率低，对于时效性要求较高的场景无法使用。
[0007]综上，现有的视频昼夜模式判别方法存在以下诸多缺点：
[0008]1)依赖前端设备传递状态：需要前端设备传递当前数据的昼夜模式状态，该状态对于多数监控设备无法给后端提供，仅适用于定制类场景。
[0009]2)准确率低：基于图像分析的方法把整幅图像压缩成几维的特征空间，信息丢失较多，影响判别的准确率。
[0010]3)计算复杂度高：一些方法需要把RGB颜色空间转换为HSV等其他颜色空间，基于
整幅图像做特征提取，计算复杂度较高，昼夜模式判别模块作为智能分析平台的一部分，需要快速实现昼夜模式判别。

技术实现思路

[0011]为了解决现有视频昼夜模式判别方法存在的依赖前端设备传递状态、准确率低和计算复杂度高的问题，本专利技术提供一种用于安防视频监控平台的视频昼夜模式快速判别方法。
[0012]本专利技术为解决技术问题所采用的技术方案如下：
[0013]本专利技术的一种用于安防视频监控平台的视频昼夜模式快速判别方法，包括以下步骤：
[0014]步骤S1：获取待分析的原始图像；
[0015]步骤S2：中值滤波处理；
[0016]步骤S3：计算掩模图像；
[0017]步骤S4：据掩模图像信息，分别计算红、绿、蓝三通道的直方图、水平方向投影直方图和垂直方向投影直方图；
[0018]步骤S5：计算各通道直方图间相关性，基于相关性分析确定视频昼夜模式。
[0019]进一步的，步骤S1中，所述待分析的原始图像从实时视频流中解析获得或从录像文件中直接获得。
[0020]进一步的，步骤S3中，所述掩模图像为二值图像，二值图像中像素值为0的区域表示背景，像素值为1的区域表示前景；所述掩模图像有效尺寸设定为M*M像素，M表示掩模图像中任一行或者任一列中前景像素数量的上限。
[0021]进一步的，步骤S3中，利用等像素间隔确定掩模图像前景为：
[0022]average_dur_wid＝ceil(wid/M)
[0023]average_dur_hei＝ceil(hei/M)
[0024][0025]其中，wid表示待分析的原始图像宽度，hei表示待分析的原始图像高度，ceil表示向上取整操作，average_dur_wid表示前景像素水平像素间隔，average_dur_hei表示前景像素垂直像素间隔，mod表示模运算，Mask(i,j)表示掩模图像第i行、第j列的像素值，其中，0≤i＜hei，0≤j＜wid。
[0026]进一步的，步骤S4中，红、绿、蓝三通道的直方图的计算公式如下：
[0027][0028][0029][0030]其中，hist_r、hist_g、hist_b分别表示红、绿、蓝三通道归一化的直方图，0≤value_index＜256，分别表示红、绿、蓝三通道中对应掩模图像Mask(i,j)处像素值为1的区域内灰阶值为value_index的像素数量。
[0031]进一步的，步骤S4中，红、绿、蓝三通道水平方向投影直方图的计算公式如下：
[0032][0033][0034][0035]其中，hist_hor_r、hist_hor_g、hist_hor_b分别表示红、绿、蓝三通道水平方向投影直方图，0≤i＜hei，0≤j＜wid，I
r
(i,j)、I
g
(i,j)和I
b
(i,j)分别表示红、绿、蓝三通道第i行、第j列的像素值，Mask(i,j)表示掩模图像第i行、第j列的像素值。
[0036]进一步的，步骤S4中，红、绿、蓝三通道垂直方向投影直方图的计算公式如下：
[0037][0038][0039][0040]其中，hist_ver_r、hist_ver_g、hist_ver_b分别表示红、绿、蓝三通道垂直方向投影直方图，0≤i＜hei，0≤j＜wid，I
r
(i,j)、I
g
(i,j)和I
b
(i,j)分别表示红、绿、蓝三通道第i行、第j列的像素值，Mask(i,j)表示掩模图像第i行、第j列的像素值。
[0041]进一步的，步骤S5的具体操作步骤如下：
[0042]步骤S5.1计算步骤S4获得的三组直方图两两通道间的相关性，相关性计算公式如下所示：
[0043][0044][0045]0＜＝index＜N
[0046]其中，H1,H2表示任意两个待计算相关性的直方图，H1(index)表示本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于安防视频监控平台的视频昼夜模式快速判别方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1：获取待分析的原始图像；步骤S2：中值滤波处理；步骤S3：计算掩模图像；步骤S4：据掩模图像信息，分别计算红、绿、蓝三通道的直方图、水平方向投影直方图和垂直方向投影直方图；步骤S5：计算各通道直方图间相关性，基于相关性分析确定视频昼夜模式。2.根据权利要求1所述的一种用于安防视频监控平台的视频昼夜模式快速判别方法，其特征在于，步骤S1中，所述待分析的原始图像从实时视频流中解析获得或从录像文件中直接获得。3.根据权利要求1所述的一种用于安防视频监控平台的视频昼夜模式快速判别方法，其特征在于，步骤S3中，所述掩模图像为二值图像，二值图像中像素值为0的区域表示背景，像素值为1的区域表示前景；所述掩模图像有效尺寸设定为M*M像素，M表示掩模图像中任一行或者任一列中前景像素数量的上限。4.根据权利要求3所述的一种用于安防视频监控平台的视频昼夜模式快速判别方法，其特征在于，步骤S3中，利用等像素间隔确定掩模图像前景为：average_dur_wid＝ceil(wid/M)average_dur_hei＝ceil(hei/M)其中，wid表示待分析的原始图像宽度，hei表示待分析的原始图像高度，ceil表示向上取整操作，average_dur_wid表示前景像素水平像素间隔，average_dur_hei表示前景像素垂直像素间隔，mod表示模运算，Mask(i,j)表示掩模图像第i行、第j列的像素值，其中，0≤i＜hei，0≤j＜wid。5.根据权利要求4所述的一种用于安防视频监控平台的视频昼夜模式快速判别方法，其特征在于，步骤S4中，红、绿、蓝三通道的直方图的计算公式如下：其特征在于，步骤S4中，红、绿、蓝三通道的直方图的计算公式如下：其特征在于，步骤S4中，红、绿、蓝三通道的直方图的计算公式如下：其中，hist_r、hist_g、hist_b分别表示红、绿、蓝三通道归一化的直方图，0≤value_index＜256，分别表示红、绿、蓝三通道中对应掩模图像Mask(i,j)处像素值为1的区域内灰阶值为value_index的像素数量。6.根据权利要求5所述的一种用于安防视频监控平台的视频昼夜模式快速判别方法，其特征在于，步骤S4中，红、绿、蓝三通道水平方向投影直方图的计算公式如下：
其中，hist_hor_r、hist_hor_g、hist_hor_b分别表示红、绿、蓝三通道水平方向投影直方图，0≤i＜hei，0≤j＜wid，I
r
(i,j)、I
g
(i,j)和I
b
(i,j)分别表示红、绿、蓝三通道第i行、第j列的像素值，Mask(i,j)表示掩模图像第i行、第j列的像素值。7.根据权利要求6所述的一种用于安防视频监控平台的视频昼夜模式快速判别方法，其特征在于，步骤S4中，红、绿、蓝三通道垂直方向投影直方图的计算公式如下：其特征在于，步骤S4中，红、绿、蓝三通道垂直方向投影直方图的计算公式如下：其特征在于，步骤S4中，红、绿、蓝三通道垂直方向投影直方图的计算公式如下：其中，hist_ver_r、hist_ver_g、hist_ver_b分...

【专利技术属性】
技术研发人员：曲达明，黄艳金，王生杰，
申请(专利权)人：中林信达北京科技信息有限责任公司，
类型：发明
国别省市：