利用分级块分裂和运动分割进行目标边界准确运动的检测制造技术

本发明专利技术涉及利用分级块分裂和运动分割进行目标边界准确运动的检测。尤其涉及一种运动检测领域的用于运动分割的设备，初始运动图被处理为更精确的最终的运动图，其识别至少两幅连续图像之间的像素的非运动或运动。所述设备包括处理分割装置和组合逻辑装置。在上述设备中初始运动图被处理为三个不同的特征图，其分别描述至少两幅连续图像之间的静止边缘、运动边缘和运动平坦区域。本发明专利技术进一步涉及一种适用于运动检测领域的运动分割的相应方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术描述了一种新型的运动检测方法，其与现有技术的方法相比生成了更为准确和均匀的运动图(motion map)，其中所拥有的运动检测错误数量更少。 图像处理的目标之一是(例如在人工视觉领域)模拟人类视觉系统的某些特征诸如复杂环境内识别物体运动并跟踪它们行为的技能。 跟踪应用中的第一个步骤是检测环境中的运动目标，对目标像素进行分类并将它们聚集在连接的区域内，这些区域由能够使它们被识别的特征进行表征，这就降低了给出现场全局感观的问题复杂性。以这种方式在环境中的所述区域和实际运动的目标之间建立了连接并且利用象平面上所述区域的行为代替现场中目标的行为。 在运动检测领域中，有三个子领域值得关注环境建模、运动分割(motionsegmentation)和目标分类。 运动分割中存在的问题是在视频或图像序列中发现独立的运动目标并因而将从中提取出来的场面或特征聚集在具有公共运动的区域内。在大多数情况下，分割取决于图像灰度值或颜色，有时由织构表示延伸。然而，在图像序列的情况下，运动信息也已经是过去数十年在分割过程中常用的。 大多数的运动分割技术因而处理光流、或仅是图像差，作为被发送到标准分割方法中预先计算的特征。 通常可以列举一些对运动检测器的重要要求。以下各项可以认为是在图像处理应用中对运动检测处理的要求 正确性最基本的说法是检测过程应当使理想环境内的假正(false positive)和假负(false negative)最小化。 鲁棒性应当能够在一定程度上抵抗噪声的影响。 均匀性这应当能够确保目标运动的正确描述。通常人类视觉系统对假的、局部错误敏感。因此，最好获得图画景象的语义目标内一致处理的均匀图。 精确性其对于精确描述目标以避免图画内的语义目标之间的影响是很重要的。 通过满足上述要求可以为了图像处理应用以适当的方式而在视频序列内来描述目标静止或移动状态。通常对于消费电子产品而言，其它的要求是运动检测算法的复杂性。
技术介绍
对于运动分割，在科学文献已经给出了两种主要的方法图像差和背景扣除。前者包括时间t时的帧和时间t-1时的帧之间的阈值差；该方法在计算方面比较好并在两帧之间提供即时的目标运动检测；然而，其有两个帧速度和目标速度所导致的公知的缺点前景孔径(foreground aperture)和重影(ghosting)。 在运动分割中存在的问题是所谓的“幻影(ghost)”和“阴影”。其大约是在帧比较内识别为运动部分的显示部分。然而，上述显示部分没有对应真实目标并因而不应该在目标分类中考虑。 当将目标记录在背景参考模型并将其从背景中移除和擦掉时，会出现“幻影”。术语“阴影”表示阴影，从而使搜索目标的阴影和“幻影”的阴影能互相区分开。 在当前的去交错(de-interlacing)框架的现有技术中，运动检测算法试图在两个相继的输入场之间检测运动。由此从随后的多个场中得到的像素差并与阈值比较。如果像素差小于给定的阈值，则没有包含运动。如果另一方面各个场之间的像素差大于特定的阈值，则假定有运动。在一些文献中已经描述了像素选择和初始过程的各种不同的配置。 考虑到现有技术，主要有两类检测错误被观察，这样会在图像的赝象中导致典型的去交错应用 假正运动区域被错误地检测成静止区域，这样会导致“老鼠牙”赝象。 假负静止区域被检测成运动区域，这在高垂直细节中会导致“闪烁赝象”。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是加强运动检测错误中的目标边界处理，而能保持目标形状。 本专利技术的另一个目的是提高静止或运动目标内运动信息的准确性。 本专利技术的在一个目的是通过消除像素错误提高运动图的均匀性。 本专利技术的上述目的是通过下面的精确运动图生成设备实现的，该设备可以被操作来接收和处理包括有运动图的输入数据并输出最终的运动图，所述运动图识别至少两幅连续图像之间的像素的非运动和运动，所述装置包括可以被操作来接收和处理所述输入数据并输出第一信号M1、第二信号M2和第三信号M3的处理分割装置，从而所述信号M1、M2和M3分别是特征图，其基于所述输入数据并描述至少两幅连续图像之间的特性；所述第一信号M1描述静止边缘、所述第二信号M2描述运动边缘、并且所述第三信号M3描述运动平坦区域；和可以被操作来接收和处理所述第一信号M1、所述第二信号M2和所述第三信号M3并输出所述最终的运动图的组合逻辑装置，所述最终的运动图基于所述信号M1、M2和M3。 优选地，组合逻辑装置可以被操作来基于形态关闭操作“关闭”A而将信号M2处理为信号A。 优选地，操作“关闭”A包括在形态侵蚀操作(morphological closingoperation)前面的形态扩张操作(morphological dilatation operation)。 优选地，组合逻辑装置可以被操作来基于后处理操作前面的形态关闭操作“关闭”B而将信号M3处理成信号B。 优选地，操作“关闭”B包括形态侵蚀操作前面的形态扩张操作。 优选地，处理操作包括一个二维边缘保存滤波器。 优选地，后处理操作包括一个二维中值滤波器。 优选地，所述组合逻辑装置可以被操作来将信号M1反转为信号C。 优选地，所述组合逻辑装置可以被操作来将信号A、B和C组合在一起成为最终的运动图。 优选地，所述输入数据包括边缘图、所述边缘图识别一幅图像的边缘，所述处理分割装置包括可以被操作来接收和处理运动图并输出预处理运动图的预处理装置；和可以被操作来接收和处理预处理过的运动图和边缘图并输出信号M1、M2和M3的分割装置。 优选地，所述精确运动图生成装置，进一步包括可以被操作来接收和处理图像数据并输出包括运动图的所述输入数据的图像分析装置。 优选地，所述图像分析装置包括可以被操作来接收和处理所述图像数据并输出所述运动图的运动检测装置；和可以被操作来接收和处理所述图像数据并输出所述边缘图的边缘检测装置，所述图像分析装置可以被操作来输出包括有所述运动图和所述边缘图的所述输入数据。 优选地，所述运动检测装置可以被操作来基于具有分级块分裂的精确运动检测来处理。 优选地，所述边缘检测装置可以被操作来基于3×3苏贝尔算符(Sobeloperator)进行处理。 本专利技术的上述目的还可以通过下面的精确运动图生成方法实现，该方法用于接收和处理包括有运动图的输入数据并输出最终的运动图，从而所述运动图识别至少两幅连续图像之间的像素的非运动和运动，该方法包括接收和处理所述输入数据并输出第一信号M1、第二信号M2和第三信号M3的处理分割步骤，从而所述信号M1、M2和M3分别是特征图，其基于所述输入数据并描述至少两幅连续图像之间的特性；所述第一信号M1描述静止边缘、所述第二信号M2描述运动边缘、并且所述第三信号M3描述运动平坦区域；和接收和处理所述第一信号M1、所述第二信号M2和所述第三信号M3并输出所述最终的运动图的组合逻辑步骤，从而所述最终的运动图基于所述信号M1、M2和M3。 优选地，所述组合逻辑步骤基于形态关闭操作“关闭”A而将信号M2处理为信号A。 优选地，所述操作“关闭”A包括在形态侵蚀操作前面的形态扩张操作。 优选地，所述组合逻辑步骤基于后处理操作前面的形态关闭操作“关闭”B而将信号M3处理成信号B。 优选地，操作“关闭”B包括形本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种精确运动图生成装置，该精确运动图生成装置可以被操作来接收和处理包括有运动图的输入数据并输出最终的运动图，　从而所述运动图识别至少两幅连续图像之间像素的非运动和运动，　该装置包括：　处理分割装置（８０６），该处理分割装置 （８０６）可以被操作来接收和处理所述输入数据并输出第一信号Ｍ１、第二信号Ｍ２和第三信号Ｍ３，从而所述信号Ｍ１、Ｍ２和Ｍ３分别是特征图，其基于所述输入数据并描述至少两幅连续图像之间的特性；　所述第一信号Ｍ１描述静止边缘、　所述第二 信号Ｍ２描述运动边缘、并且　所述第三信号Ｍ３描述运动平坦区域；和　组合逻辑装置（８０７），该组合逻辑装置（８０７）可以被操作来接收和处理所述第一信号Ｍ１、所述第二信号Ｍ２和所述第三信号Ｍ３并输出所述最终的运动图，　从而所述 最终的运动图是基于所述信号Ｍ１、Ｍ２和Ｍ３的。

【技术特征摘要】
EP 2007-11-14 07120706.21、一种精确运动图生成装置，该精确运动图生成装置可以被操作来接收和处理包括有运动图的输入数据并输出最终的运动图，从而所述运动图识别至少两幅连续图像之间像素的非运动和运动，该装置包括处理分割装置(806)，该处理分割装置(806)可以被操作来接收和处理所述输入数据并输出第一信号M1、第二信号M2和第三信号M3，从而所述信号M1、M2和M3分别是特征图，其基于所述输入数据并描述至少两幅连续图像之间的特性；所述第一信号M1描述静止边缘、所述第二信号M2描述运动边缘、并且所述第三信号M3描述运动平坦区域；和组合逻辑装置(807)，该组合逻辑装置(807)可以被操作来接收和处理所述第一信号M1、所述第二信号M2和所述第三信号M3并输出所述最终的运动图，从而所述最终的运动图是基于所述信号M1、M2和M3的。2、根据权利要求1所述的精确运动图生成装置，所述组合逻辑装置(807)可以被操作来基于形态关闭操作“关闭”A而将信号M2处理为信号A。3、根据权利要求2所述的精确运动图生成装置，所述操作“关闭”A包括在形态侵蚀操作前面的形态扩张操作。4、根据前面任一权利要求所述的精确运动图生成装置，所述组合逻辑装置(807)可以被操作来基于后处理操作前面的形态关闭操作“关闭”B而将信号M3处理成信号B。5、根据权利要求4所述的精确运动图生成装置，从而操作“关闭”B包括形态侵蚀操作前面的形态扩张操作。6、根据权利要求4或5所述的精确运动图生成装置，从而所述后处理操作包括二维边缘保存滤波器。7、根据权利要求6所述的精确运动图生成装置，从而所述后处理操作包括二维中值滤波器。8、根据前面任一权利要求所述的精确运动图生成装置，从而所述组合逻辑装置(807)可以被操作来将信号M1反转为信号C。9、根据权利要求2、4和8所述的精确运动图生成装置，从而所述组合逻辑装置(807)可以被操作来将信号A、B和C组合在一起称为最终的运动图。10、根据前面任一权利要求所述的精确运动图生成装置，其中所述输入数据包括边缘图、所述边缘图识别图像的边缘，所述处理分割装置(806)包括预处理装置(804)，该预处理装置(804)可以被操作来接收和处理运动图并输出预处理运动图；和分割装置(805)，该分割装置(805)可以被操作来接收和处理预处理过的运动图和边缘图并输出信号M1、M2和M3。11、根据权利要求1到9任一权利要求所述的精确运动图生成装置，进一步包括图像分析装置(803)，该图像分析装置(803)可以被操作来接收和处理图像数据并输出包括有运动图的所述输入数据。12、根据权利要求10和11所述的精确运动图生成装置，所述图像分析装置(803)包括运动检测装置(801)，该运动检测装置(801)可以被操作来接收和处理所述图像数据并输出所述运动图；和边缘检测装置(802)，该边缘检测装置(802)可以被操作来接收和处理所述图像数据并输出所述边缘图，所述图像分析装置(803)可以被操作来输出包括所述运动图和所述边缘图的所述输入数据。13、根据权利要求12所述的精确运动图生成装置，所述运动检测装置(801)可以被操作来基于具有等级块分裂的精确运动检测来处理。14、根据权利要求12或13所述的精确运动图生成装置，所述边缘检测装置(802)可以被操作来基于3×3苏贝尔算符进行处理。15、一种精确运动图生成方法，该精确运动图生成方法用于接收和处理包括有运动图的输入数据并输出最终的运动图的，所述运动图识别至少两幅连续图像之间的像素的非运动和运动，该方法包括接收和处理所述输入数据并输出第一信号M1、第二信号M2和第三信号M3的处理分割步骤，从而所述信号M1、M2和M3分别是特征图，其基于所述输入数据并描述...

【专利技术属性】
技术研发人员：P斯普林格，O埃德勒，
申请(专利权)人：索尼株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]