视频流中的运动目标检测是许多计算机视觉应用的第一步。背景建模和背景减法运动检测是最常用的检测技术,而如何正确检测运动目标仍然是一个挑战。有些方法首先在每个像素处初始化背景模型<我t一个l我c> N我t一个l我c>帧。然而,由于背景模型只包含时间特征,因此在动态背景场景中效果不佳。提出了一种基于像素和非参数的运动目标检测方法。该方法能够准确地检测出动态背景。此外,还提出了一些新的机制来维护和更新背景模型。基于公共数据集图像序列的实验结果表明,与现有方法相比,该方法在动态背景场景中具有较好的鲁棒性和有效性。
近日,背景建模和减除成为一种在计算机视觉,运动目标检测,如目标识别和交通监控[最流行的技术
相比光流[
特点:质地和颜色[
提出了一种基于像素的非参数运动目标检测方法。首先建立了背景模型<我nl我ne-为米ul一个>
本文组织如下。在下一节中,介绍了现有的背景减法方法。部分
本节将介绍一些背景减法,分为参数模型和非参数模型。
对于参数模型,最常用的方法是高斯混合模型(GMM) [
与参数模型相比,非参数模型通常是通过收集每个像素的观测像素值或邻域像素值来建立的。核密度估计[
初始化和更新策略是背景建模中常见的重要步骤。在初始化方面,有些背景减法方法首先用每个像素的像素值初始化背景模型<我nl我ne-为米ul一个>
在这里,非参数模型,收集双方的历史和附近的像素值,提出改善动态背景场景的表现。所提出的方法,基于时空模型,收集的像素值作为从像素的历史和附近的样品,并且模型元素是从附近区域中的第一个取样<我nl我ne-为米ul一个>
通常情况下,背景模型可以只适合一种场景,这是很难得到一个普遍的背景模型,可以处理所有复杂多样的场景。一些背景扣除方法,结合不同型号或功能,如质地合力得到普遍的模式。这些方法把每一帧作为最复杂的场景和结果在一个大的计算量。至于这个问题,提出了一种新颖的和简单的方法来动态背景场景模型背景,并且采用的想法来初始化模型。接下来,将介绍我们的时空模型的细节。所提出的方法的图显示在图
所提出的方法从第一初始化背景模型<我nl我ne-为米ul一个>
然后将这些空间背景模型综合起来构建时空模型<我nl我ne-为米ul一个>
为了方便记录,
至于价值<我nl我ne-为米ul一个>
由于所提出的模型只包含像素的灰度值,所以在我们的单一模型中分割决策简单。它只是比较当前像素与背景模型中的像素之间的距离,公式如下:
背景背景在动态背景场景中的所有时间更改,因此必须定期更新背景模型以适合动态背景。在本节中,将详细描述更新时空模型和判定阈值的自适应更新。
所提出的方法将模型元素分成两个部分,高功效部分和低功效的一部分。满足式中的元素<我nl我ne-为米ul一个>
背景电池背景像素总是存在在一些区域中,因此如果该像素被归类为背景,则像素的附近可以是背景像素。然而,在边缘区域中可能不是真的。总之,与其他像素相比,背景像素的邻域区域中的像素更可能是背景像素。因此,邻域像素的背景模型也会更新与截面中引入的相同方法
上面的更新方法是一种无记忆的更新策略。在背景模型的时间<我nl我ne-为米ul一个>
该式也可以写成如下:
在本节中,我们进行了一系列的实验来分析参数设置,并与其他方法一起评估了所提出的方法的性能。在这里,我们首先感谢changedetection.net [
该方法在3.0 GHz、2g内存的i3核心CPU上,使用c++编程语言和opencv2.4.9实现。
它在一节中提到
很明显,性能与参数有关<我nl我ne-为米ul一个>
参数<我nl我ne-为米ul一个>
在这些实验之后(图
数据
数字
鬼消除的比较。(a)和(b):“公路”录象的第一帧和第五十帧。(c) ViBe对第50帧的检测结果。(d)所提议方法对第五十帧的检测结果。
该方法着重于建立和更新更有效的背景模型来处理动态背景场景。使用来自changedetection.net的公共动态背景视频数据集“Boats”7999帧、“Canoe”1189帧、“Fall”4000帧、“Fountain01”1184帧、“Fountain02”1499帧、“Overpass”3000帧进行实验。为了比较公平,本文方法的结果没有使用任何后处理。氛围(
检测结果的比较。(一)输入帧的六个“动态背景”在changedetection.net的视频,他们的第2000帧”船、“第955帧在独木舟,第1892帧在秋天,第1147帧在“Fountain01,”第745帧在“Fountain02”和第2462帧从上到下的“天桥”。(b) (a)地面真值。(c) ViBe结果。(d) CodeBook的结果。(e)拟议方法的结果。
除了动态的后台场景,changedetection.net中其他类别的结果如图所示
其他类别的检测结果。(a)和(c):输入测试视频;(b)和(d):检测结果。第一行是“恶劣天气”的类别,第二行是“基线”类别,第三行是“热”的类别,第四行“间歇性运动对象”类别和“动荡”类别,第五行是“低帧速率”类别和“视频”一类,和第六行是“相机抖动”类和“PTZ”类别。
所提方法与其他更多背景减法在“动态背景”类别上的定量比较结果见表
所提出的方法与其他人之间的性能对比。
| 方法 | 记起 | 玻璃钢 | FNR | PWC. | pre |
|
|---|---|---|---|---|---|---|
| 氛围( |
0.7222 | 0.0104 | 0.2778 | 1.2796 | 0.5346 | 0.5652 |
| 龙虾( |
0.7670 | 0.0180 | 0.0023 | 1.9984 | 0.5923 | 0.5679 |
| 多尺度时空BG模型[ |
0.7392 | 0.0095 | 0.2608 | 1.1365 | 0.5515 | 0.5953 |
| EFIC [ |
0.6667 | 0.0144 | 0.3333 | 0.9154. | 0.6849 | 0.5779 |
| TVRPCA [ |
0.56 | - - - - - - | - - - - - - | - - - - - - | 0.74 | 0.61 |
| AAPSA [ |
0.6955 | 0.0011 | 0.3045 | 0.4992 | 0.7336 | 0.6706 |
| 提出的方法没有后处理 | 0.6692 | 0.5322 | 0.3318. | 1.2762 | 0.6084 | 0.6213 |
| 提出了带有后处理的方法 | 0.7296 | 0.2773 | 0.2704 | 0.2800 | 0.8755 | 0.7960 |
提出了一种新的动态背景场景非参数背景分割变化检测方法。背景模型由前8帧在3 × 3邻域内随机采样5次建立。将背景模型的样本分离为高疗效部分和低疗效部分,对低疗效部分的样本进行随机替换。在低效率部分替换样本的更新策略可以不断优化背景模型。从实验结果可以看出,与其他方法相比,该方法在动态背景场景和鬼影消除方面具有较强的鲁棒性。
作者声明本文的发表不存在利益冲突。
国家自然科学基金面上项目(no . 61401137, no . 61404043);中央高校基本科研业务费专项资金项目(no . J2014HGXJ0083)。关键词:岩石力学,蠕变,蠕变特性,蠕变特性