專利名稱：一種基于動(dòng)態(tài)交互的前背景分離算法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及安防監(jiān)控的視頻處理領(lǐng)域，特別是涉及一種基于動(dòng)態(tài)交互的前背景分離的算法在安防監(jiān)控中智能視頻處理方面的應(yīng)用。
背景技術(shù)：
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和儲(chǔ)存技術(shù)的迅速發(fā)展，安防監(jiān)控不論從硬件上來說還是從軟件上來說都有了很快的發(fā)展，平安城市等一系列應(yīng)用而生安防應(yīng)用也日益普及。 但隨著安防系統(tǒng)中攝像頭的數(shù)量的增加，如何及時(shí)有效的從海量的視頻數(shù)據(jù)中獲取用戶需要的數(shù)據(jù)成為日益嚴(yán)俊的問題，并逐漸變成了安防系統(tǒng)進(jìn)一步發(fā)展的瓶頸。因此如何快速有效的處理海量的視頻數(shù)據(jù)成為安防系統(tǒng)進(jìn)一步發(fā)展的必由之路，同時(shí)較為成熟的智能安防處理技術(shù)都為國外的機(jī)構(gòu)所掌握，考慮到安防系統(tǒng)應(yīng)用的特殊性，擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的智能安防技術(shù)變的更加勢在必行。
智能安防產(chǎn)品中對(duì)海量視頻的處理中要大量的應(yīng)用到前背景分離技術(shù)，經(jīng)過多年對(duì)前背景分離技術(shù)的深入研究，已經(jīng)有了一些較為成熟且經(jīng)典的前背景分離算法。但每種前背景分離算法都對(duì)特定的數(shù)據(jù)有很好的處理效果。但都無法應(yīng)用到普遍的場景中。同時(shí)處理效果好的前背景分離算法在時(shí)效性方面表現(xiàn)的都很差，同樣，時(shí)效性較好的算法在處理效果上表現(xiàn)的不是很滿意。因此，在結(jié)和安防場景的特點(diǎn)下找出一個(gè)同時(shí)在時(shí)效性和準(zhǔn)確性上雙贏的算法具有可行性，也具有必須性。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是如何在結(jié)合安防場景的前提下，找到一種能在時(shí)效性和準(zhǔn)確性上雙贏的前背景分離算法。
為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供一種基于動(dòng)態(tài)交互的前背分離算法，包括在實(shí)效性下使用基于幀差技術(shù)的前背景分離技術(shù)；在準(zhǔn)確性下使用基于改進(jìn)雙碼本模型下的前背景分離技術(shù)。
所述基于幀差技術(shù)的前背景分離技術(shù)，用于快速的對(duì)視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行掃描，提取出圖像的前景信息，對(duì)前景進(jìn)行一定的預(yù)處理，去除前景圖像中的噪聲量，之后通過求前景最大鄰域的方法來量化前景圖像中的信息量，并根據(jù)最大領(lǐng)域量統(tǒng)計(jì)出前景圖像的信息量M， 若信息量M大于閾值T時(shí)，我們認(rèn)為需要對(duì)圖像進(jìn)行基于準(zhǔn)確性的處理，幀差模塊發(fā)送相應(yīng)的信號(hào)量去算法管理模塊進(jìn)行前背景分離算法的切換。這樣可以最大程度上保證視頻在信息量較小的情況下利用速度較快的幀差技術(shù)來實(shí)現(xiàn)前背景的分離，根據(jù)安防場景的特點(diǎn)， 小信息量的場景所占的比例是較為可觀的，因此這樣可以從整體上提高整個(gè)算法對(duì)視頻掃描的速度。
所述基于改進(jìn)雙碼本模型的前背景分離算法，用于當(dāng)系統(tǒng)檢測到當(dāng)前視頻所包含的信息量較大時(shí)，為了保證前景的準(zhǔn)確度， 需要利用基于改進(jìn)雙碼本模型的前背景分離算法來提高前景圖像所包含的信息量。針對(duì)雙碼本模型的改進(jìn)是指將經(jīng)典的單碼本前背景分離算法擴(kuò)展到雙碼本，以使得碼本信息能夠更好更新，同時(shí)提取碼本命中率高的像素值作為背景圖像。這樣的算法可以在有光照干擾的情況提取出較完整的前景圖像。同樣，對(duì)提取出的前景圖像進(jìn)行基于最大鄰域的前景信息量計(jì)算，當(dāng)前景信息量小于閾值T時(shí)，雙碼本模塊發(fā)送信號(hào)量通知算法管理模塊進(jìn)行算法切換，以提高算法整體的效率。通過這樣的方法，我們可以較好的保證在視頻包含有較大信息量的時(shí)候能夠提取出較多的前景信息量。


為了更清楚地說明本發(fā)明的技術(shù)方案，下面將對(duì)現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單的介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
圖1為本算法的邏輯架構(gòu)圖
圖2為本算法的數(shù)據(jù)流圖3為本算法的運(yùn)行流程圖。
具體實(shí)施方式
為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。顯然，所描述的實(shí)施例僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
實(shí)現(xiàn)方法，參見圖1，圖2。
本發(fā)明提供一種基于動(dòng)態(tài)交互的前背景分離算法。根據(jù)圖1，算法提供的數(shù)據(jù)接口可以描述為輸入接口為原始視頻的幀序列，目前已實(shí)現(xiàn)的算法模塊支持解壓后的視頻流; 數(shù)據(jù)的輸出接口為前景圖序列和背景圖序列。值得注意的是，在算法中設(shè)計(jì)的背景圖序列輸出并不是連續(xù)的，只有在前景信息量較大的時(shí)候，才會(huì)輸出相應(yīng)的背景提取圖。
系統(tǒng)通過輸入接口獲取未壓縮的幀圖像，將它傳入算法通道選擇模塊，根據(jù)歷史前景信息量來決定當(dāng)前使用哪個(gè)算法通道來進(jìn)行前背景分離；通過前背景分離算法后，系統(tǒng)將前景圖輸入到信息量統(tǒng)計(jì)模塊中來更新當(dāng)前信息量，并輸出前景圖，如果系統(tǒng)選擇了雙碼本模型進(jìn)行前背景分離，則同時(shí)輸出背景圖。
根據(jù)參考圖2，可以看到本發(fā)明的具體實(shí)施過程，并描述如下
第一步，對(duì)系統(tǒng)模塊進(jìn)行初始化，包括資源分配，當(dāng)前信息量CS初始化為0，即默認(rèn)第一幀使用基于幀差法的算法進(jìn)行處理，配置信息量閾值T ；
第二步，從輸出接口中獲取一幀圖像，并判斷若視頻幀處理完成，則釋放資源，結(jié)束算法，否則進(jìn)入第三步；
第三步，對(duì)比當(dāng)前信息量CS和閾值T，若CS >T，進(jìn)入第四步，否則，進(jìn)入第五步；
第四步，進(jìn)行基于幀差技術(shù)的前背景分離，提取前景圖，進(jìn)入第六步；
第五步，利用改進(jìn)雙碼本模型的前背景分離算法進(jìn)行前背景分離，輸出背景圖像， 提取前景圖像，進(jìn)入第六步；
第六步，對(duì)已提取到的前景圖進(jìn)行中值濾波消除噪聲干擾，然后計(jì)算預(yù)處理后的前景圖的最大連通域，將連通域面積過小的區(qū)域列為干擾區(qū)域，并刪除，統(tǒng)計(jì)當(dāng)前所有連通域的面積定 義為前景信息量，并賦值給CS，進(jìn)入第七步；
第七步，輸出前景圖，返回第二步。
權(quán)利要求
1.一種基于動(dòng)態(tài)交互的前背景分離算法，其特征在于，為了同時(shí)兼顧算法的時(shí)效性和準(zhǔn)確性而在算法中同時(shí)使用幀差技術(shù)和圖像雙碼本技術(shù)進(jìn)行前背景分離。
2.一種基于動(dòng)態(tài)交互的前背景分離算法，其特征在于，在要求準(zhǔn)確率的地方使用基于改進(jìn)圖像雙碼本的算法來實(shí)現(xiàn)前背景分離。
3.一種基于動(dòng)態(tài)交互的前背景分離算法，其特征在于，在準(zhǔn)確率要求不高的地方使用基于改進(jìn)幀差法來實(shí)現(xiàn)前景分離。
4.根據(jù)權(quán)利要求2和權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，對(duì)前背景分離算法分離出的前景進(jìn)行基于形態(tài)學(xué)的處理以減少噪聲干擾，然后對(duì)處理后的前景圖進(jìn)行非零量的加權(quán)統(tǒng)計(jì)，以達(dá)到對(duì)前景進(jìn)行量化的目的。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，對(duì)于提取出的前景量進(jìn)行假設(shè)測試，通過測試結(jié)果來實(shí)現(xiàn)前背景分離算法的動(dòng)態(tài)控制，假設(shè)判定規(guī)則為若前景量大于閾值T時(shí)要求算法進(jìn)行基于準(zhǔn)確性的操作，若前景量小于閾值T時(shí)要求算法進(jìn)行基于時(shí)效性的操作。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于動(dòng)態(tài)交互的前背景分離算法及其在一些智能安防產(chǎn)品中的應(yīng)用，該方法應(yīng)用于安防產(chǎn)品的靜態(tài)場景中可以有效的兼顧產(chǎn)品中前背景分離的結(jié)果和效率問題。
文檔編號(hào)H04N5/272GK103024292SQ201110282438
公開日2013年4月3日 申請(qǐng)日期2011年9月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月20日
發(fā)明者張少文, 馮琰一, 汪剛 申請(qǐng)人:佳都新太科技股份有限公司