一种适用于压缩域的运动目标检测系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及一种适用于压缩域的运动目标检测系统及方法。本发明专利技术包括宏块运动方向提取模块、运动区域获取模块、区域运动方向提取模块。该宏块运动方向提取模块用于统计压缩域中宏块运动矢量在时间窗上的各运动方向概率HT(θ)，并在该宏块运动方向最大概率大于一定阈值情况下判定该宏块为运动宏块。该运动区域获取模块用于对运动宏块做连通处理以得到连通域，并基于该连通域得到运动区域。该区域运动方向提取模块接收运动区域，统计该运动区域中运动宏块的运动方向概率Hs(θ)，并通过该概率Hs(θ)得到运动目标及其运动方向。本发明专利技术不需要对压缩域进行解压缩就能够完成对压缩域的运动目标检测，检测速度快且误差小。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及图像处理技术，尤其涉及运动目标检测方法。
技术介绍
随着视频监控系统的普及，移动侦测技术得到了越来越多的应用。视频移动侦测摄像头巧妙地将报警与监控结合起来，它除了可以通过电视机或监视器进行图像监控外， 还可以通过前端的嵌入式智能分析模块对监控到的视频信号进行智能分析，一旦觉察到画面内容有变化，它就会发出报警音或提示音，同时还可以输出联动信号触发录像机等相关设备工作。通常情况下，视频中运动目标检测是一种将视频帧图像按一定标准分割成区域， 再从视频序列中分割和提取运动对象的技术。目前视频中运动目标检测技术主要分两类， 一类是像素域算法，另一类是压缩域算法。基于像素域检测算法已经比较成熟，而基于压缩域检测算法尚处于发展阶段。由于大量的多媒体数据是以压缩形式存储和传输的，因此研究压缩域中的视频运动目标检测算法有很大的实用价值。压缩域中的目标检测算法大致分为两类，一类是利用离散余弦变换(DCT)系数进行检测，另一类是利用视频压缩域提供的运动矢量进行检测。基于DCT系数检测方法利用的是运动目标所在区域即为图像中亮度变化最明显的区域这一特点；基于运动矢量检测方法利用压缩视频中运动矢量表示出当前帧图像与参考帧图像在对应位置上宏块间的位置偏移这一特点。然而，目前无论是哪种压缩域运动目标检测方法均需要对压缩域进行解压缩，且运动目标检测误差较大。
技术实现思路
本专利技术提供了一种能够解决以上问题的适用于压缩域的运动目标检测系统及方法。在第一方面，本专利技术提供了一种适用于压缩域的运动目标检测系统，该系统包括宏块运动方向提取模块、运动区域获取模块、区域运动方向提取模块。该宏块运动方向提取模块用于统计压缩域中宏块运动矢量在时间窗上的运动方向概率Ητ( θ )，且在该概率Ητ( θ )大于一定阈值情况下判定该概率Ht( θ )对应宏块为运动宏块，以及取该宏块运动方向概率Ht( θ )最大值所对应的运动方向为该宏块主运动方向。该运动区域获取模块对其接收到的该运动宏块做连通处理后得到运动连通域，并基于该连通域得到运动区域。该区域运动方向提取模块接收该运动区域，并基于该运动区域中每个宏块的主运动方向统计该运动区域中所有运动宏块的运动方向概率Hs ( θ )，并通过该区域运动方向概率Hs ( θ )得到运动目标及该运动目标的运动方向。在第二方面，本专利技术提供了一种适用于压缩域的运动目标检测方法，该方法首先统计压缩域中宏块运动矢量在时间窗上的运动方向概率Ητ( θ )，且在该概率Ητ( θ )大于一定阈值情况下判定该概率Ητ( θ )对应宏块为运动宏块，再取该宏块运动方向概率Ht( θ )最大值所对应的运动方向为该宏块主运动方向。然后接收该运动宏块再做连通处理以得到运动连通域，并基于该连通域得到运动区域。最后接收该运动区域，并基于该运动区域中每个宏块的主运动方向统计该运动区域中所有运动宏块的运动方向概率Hs ( θ )，再通过该区域运动方向概率Hs ( θ )得到运动目标及该运动目标的运动方向。在本专利技术的一个实施例中，区域运动方向提取模块通过将区域方向概率扎(θ ) 代入公式& zwgfax^^0)}得到区域主运动方向编号θκ，再将该编号入公式 iK = m0d[(eK-l)+4，8]+l得到区域主运动反方向编号iK，并将该编号入公式…得到区域主运动方向及其相邻方向的运动宏块数量N，然后将该编η=-\号Tk代入々=Σ Hs(0r - η) ·饵…得到区域主运动反方向及其相邻方向的运动宏块数量反。η=-]最后在所述N与S之间差距达到一定阈值情况下，判定该区域为运动目标，且该运动目标的运动方向为该区域主运动方向编号θκ所对应方向。其中，h(n)为滤波卷积和。在本专利技术的另一个实施例中，区域主运动方向及其相邻方向的运动宏块数量N与_ΛΤN之间差距通过运动方向衡量系数γ表征，该系数Y满足r = l_l。且在该Y值大于一定TV阈值情况下，判定该Y对应区域为运动目标。在本专利技术的又一个实施例中，运动目标检测系统包括视频采集模块，该视频采集模块用于采集其周围视频图像，并将该视频图像转换成视频压缩域。在本专利技术的还一个实施例中，运动目标检测系统包括预处理模块，该预处理模块采用运动矢量提取算法获得运动目标区域的宏块集合S。bj。本专利技术通过在时间上统计宏块主运动方向及在空间上统计区域主运动方向，从而检测到运动目标及运动目标的运动方向。本专利技术适用于压缩域的运动目标检测系统及方法不需要对压缩域进行解压缩，运动目标检测速度快且误差小。附图说明下面将参照附图对本专利技术的具体实施方案进行更详细的说明，在附图中图1是本专利技术一个实施例的适用于压缩域的运动目标检测系统框图；图2是运动方向编号示意图；图3是基于时间窗的宏块运动方向统计示意图。具体实施例方式图1是本专利技术一个实施例的适用于压缩域的运动目标检测系统框图，该系统包括视频采集模块110、预处理模块120、宏块运动方向提取模块130、运动区域获取模块140、区域运动方向提取模块150。视频采集模块110用于采集其周围视频图像，并对该视频图像数字化后做压缩处理，从而得到视频压缩域。较佳地，所述压缩域为MPEG4标准的压缩域。预处理模块120接收来自视频采集模块110的视频压缩域，并采用运动矢量提取算法获得运动目标区域的宏块集合S。bj。具体地，预处理模块120从视频压缩域中获得运动矢量，并快速标示出P、B帧中的运动宏块。以每一帧为一宏块，若该宏块为不编码宏块或该宏块运动矢量小于系统设定阈值，则该宏块属于背景宏块集合。，否则该宏块属于运动目标区域的宏块集合S。bj。宏块运动方向提取模块130接收来自预处理模块120的运动目标区域宏块集合 Sobj,并对该集合s。w中的每个宏块在时间轴上做统计滤波，从而得到集合s。w中各宏块的主运动方向。图2是运动方向编号示意图。如图2所示，在空间平面上，运动宏块存在8个运动方向，其运动方向编号分别为1、2……8。图3是基于时间窗的宏块运动方向统计示意图。宏块运动方向提取模块130接收来自预处理模块120中运动目标宏块集合S。w中的各宏块，即统计一段时间内宏块运动矢量在时间窗上的概率分布，再根据图3中的时间窗统计每个宏块各运动方向(共8个运动方向)概率Ητ( θ )，并判断该宏块运动方向最大概率是否达到系统设定阈值，然后将该运动方向最大概率大于系统设定阈值的宏块作为运动宏块，将该运动方向概率Ητ( θ )最大值所对应运动方向作为该宏块主运动方向，且该宏块主运动方向编号θτ满足，θτ = arS max{//r (θ)}( 1 )θ其中，maX{HT( θ)}为宏块运动方向概率最大值，argm严{^(0)}为max恥(θ )丨对应的宏块运动方向编号，其取值范围为从1到8。运动区域获取模块140接收来自宏块运动方向提取模块130的所有运动宏块，并将其做连通处理后得到运动连通域，再计算每个连通域中的宏块数NMgi。n，若连通域中的宏块数lgi。n小于系统设定的连通域宏块数阈值THn,_η，即NMgi。n < THNregion,则说明该连通域为噪声域，否则为运动区域。在本专利技术的一个优选实施例中，运动区域获取模块140采用形态学膨胀和腐蚀方法填充运动连通域中的中空。区域运动方向提本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种适用于压缩域的运动目标检测系统，包括宏块运动方向提取模块（１３０）、运动区域获取模块（１４０）、区域运动方向提取模块（１５０）；所述宏块运动方向提取模块（１３０）用于统计压缩域中宏块运动矢量在时间窗上的各运动方向概率ＨＴ（θ），并在该宏块运动方向最大概率大于一定阈值情况下判定该宏块为运动宏块，以及取该宏块各运动方向中具有最大概率的运动方向为该宏块主运动方向；所述运动区域获取模块（１４０）对其接收到的所述运动宏块做连通处理后得到运动连通域，并基于该连通域得到运动区域；所述区域运动方向提取模块（１５０）接收所述运动区域，并基于该运动区域中每个宏块的主运动方向统计该运动区域中所有运动宏块的运动方向概率Ｈｓ（θ），并通过该区域运动方向概率Ｈｓ（θ）得到运动目标及该运动目标的运动方向。

【技术特征摘要】
1.一种适用于压缩域的运动目标检测系统，包括宏块运动方向提取模块(130)、运动区域获取模块(140)、区域运动方向提取模块(150)；所述宏块运动方向提取模块(130)用于统计压缩域中宏块运动矢量在时间窗上的各运动方向概率Ητ( θ )，并在该宏块运动方向最大概率大于一定阈值情况下判定该宏块为运动宏块，以及取该宏块各运动方向中具有最大概率的运动方向为该宏块主运动方向；所述运动区域获取模块(140)对其接收到的所述运动宏块做连通处理后得到运动连通域，并基于该连通域得到运动区域；所述区域运动方向提取模块(150)接收所述运动区域，并基于该运动区域中每个宏块的主运动方向统计该运动区域中所有运动宏块的运动方向概率Hs( θ )，并通过该区域运动方向概率Hs ( θ )得到运动目标及该运动目标的运动方向。2.如权利要求1所述的一种适用于压缩域的运动目标检测系统，其特征在于，所述区域运动方向提取模块(150)根据所述区域方向概率氏(9)判定该概率最大值对应的方向为该区域主运动方向；再将该区域主运动方向及其相邻方向通过权重配比的方式得到具有一定权重的区域主运动方向及其相邻方向运动宏块数量；以及根据该区域主运动方向得到该区域主运动反方向，并将该区域主运动反方向及其相邻方向通过权重配比方式得到具有一定权重的区域主运动反方向及其相邻方向的运动宏块数量；在该区域主运动方向及其相邻方向运动宏块数量，与该区域主运动反方向及其相邻方向运动宏块数量之间的差距达到一定阈值情况下，判定该区域为运动目标，且该运动目标的运动方向为该区域主运动方向。3.如权利要求2所述的一种适用于压缩域的运动目标检测系统，其特征在于，所述区域主运动方向及其相邻方向运动宏块数量为， 其中，h(n)为区域主运动方向及其相邻方向权重配比，θ κ为区域主运动方向编号，且满足& =￡^『欣{代(的}；所述区域主运动反方向及其相邻方法运动宏块数量为， 其中，K(n)为区域主运动反方向及其相邻方向权重配比向量，iK为区域主运动反方向编号，且满足 Tk = mod [ ( θ E-l) +4，8] +1。4.如权利要求3所述的一种适用于压缩域的运动目标检测系统，其特征在于，所述N与_λ7N之间差距通过运动方向衡量系数γ表征，该系数Y满足/ = 在该Y值大于一定阈N值情况下，判定该Y对应区域为运动目标。5.如权利要求4所述的一种适用于压缩域的运动目标检测系统，其特征在于，所述运动方向衡量系数Y的阈值取值为0. 5到1。6.如权利要求1所述的一种适用于压缩域的运动目标检测系统，其特征在于，所述压缩域为MPEG4标准的压缩域。7.如权利要求1所述的一种适用于压缩域的运动目标检测系统，其特征在于，包括视频采集模块(110)，该视频...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢晓鹏，
申请(专利权)人：北京中星微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：11