混合高斯模型和帧间差分相融合的自适应背景模型

提出了运动目标检测中背景动态建模的一种方法。该方法是在Stauffer等人提出的自适应混合高斯背景模型基础上,为每个像素构建混合高斯背景模型,通过融入帧间差分把每帧中的图像区分为背景区域、背景显露区域和运动物体区域。相对于背景区域,背景显露区中的像素点将以大的更新率更新背景模型,使得长时间停滞物体由背景变成运动前景时,被遮挡的背景显露区被快速恢复。与Stauffer等人提出的方法不同的是,物体运动区不再构建新的高斯分布加入到混合高斯分布模型中,减弱了慢速运动物体对背景的影响。实验结果表明,在有诸多不确定性因素的序列视频中构建的背景有较好的自适应性,能迅速响应实际场景的变化。     

一种快速的视频序列运动分割方法

提出一种视频序列运动分割的实时方法,该方法通过两次背景更新提取运动前景,其中长程背景更新检测噪声运动区域,并将长时间停留在场景中的物体纳入背景范围,短程背景更新利用单高斯分布模型实现对光线缓慢变化的适应。采用基于颜色空间的方法实现对阴影的消除,通过投影分割提取出不同的运动目标。试验证明该方法能够快速、精确地实现视频序列中多个运动目标的分割,消除背景噪声运动、目标阴影以及场景变化的影响。     

结合阴影抑制的混合高斯模型改进算法

混合高斯模型背景法作为运动目标检测的一种经典方法,已经广泛应用于智能视频监控系统中。但是,传统的混合高斯模型背景法容易将阴影误检测为运动目标的一部分。因此,针对该方法在区分阴影和运动目标方面的不足,提出了一种将混合高斯模型背景法和HSV空间阴影抑制相结合的运动目标检测算法。这种改进算法首先将颜色空间转换到HSV空间,初步提取运动目标,然后再利用阴影的灰度值比背景中的灰度值小,而前景的灰度值比背景中灰度值大的特性,检测出运动目标中的阴影。实验结果表明,这种改进的算法明显提高了检测效果,有效抑制了阴影对运动目标检测的干扰,算法实时性也较好。     

Kalman滤波器对混合高斯背景建模的改进

在目前的计算机视觉应用中,从视频序列中提取出运动目标是一个研究热点。针对传统方法在复杂多变环境下不能很好地检测出运动目标的问题,提出了一种基于Kalman滤波理论的改进混合高斯背景建模方法。利用Kalman滤波器的时域递归低通滤波特点,对混合高斯背景值进行了校正,同时对混合高斯背景更新方法进行了改进,与传统的混合高斯背景建模相比,该方法较好地消除了背景光照剧烈变化时误将背景检测为前景的现象,同时也能较好地消除背景噪声,提高了系统的可靠性和鲁棒性。     

HSV自适应混合高斯模型的运动目标检测

在目前的计算机视觉应用中,从视频序列中提取出运动目标是一个研究热点。针对传统方法在复杂多变环境下不能很好地检测出运动目标且运算量较大的问题,根据HSV颜色空间的特点,提出了一种基于HSV颜色空间的自适应混合高斯背景建模和阴影消除的方法。首先,在传统的混合高斯背景建模的基础上,引入了一种新的混合高斯模型高斯成分个数的自适应选择策略以提高建模的效率。其次,根据阴影在HSV向量空间的特点,融入了一种新的阴影消除方法,以检测出带阴影的运动目标。该方法能够快速准确地建立背景模型,准确分割前景目标。与传统的阴影消除方法相比,该方法可以在不需要设置阂值的情况下,对运动目标的阴影进行很好的消除,有很好的鲁棒性和实用性。     

自适应混合高斯背景模型的改进

对自适应混合高斯背景模型进行了改进，将背景重构和前景消融时间控制机制整合到传统自适应混合高斯背景模型中，以提高运动分割的质量。背景重构算法从含有运动物体的动态场景视频序列中重构静态背景图像，然后用重构的静态背景图像初始化自适应混合高斯背景模型；而前景消融时间控制机制则使运动物体停止时的前景消融时间独立于背景模型的学习速率，从而可以根据需要调节前景消融的持续时间。实验结果表明了算法的有效性。     

一种改进的自适应高斯混合模型实时运动目标检测算法

高斯混合模型被广泛应用于摄像机静止条件下运动目标检测的背景建模。针对传统高斯混合模型中对光照变化适应性差及学习率单一等问题, 提出了一种光照变化检测及学习率更新的方法, 以达到自适应更新背景模型的目的。提出利用颜色直方图匹配算法, 通过引入光照变化因子以及模型参数更新计数器对学习率进行自适应的调整, 并通过对描述模型分量个数的自适应选择减少了计算时间, 增强了系统的实时性。实验结果表明, 该方法能快速有效地适应场景的变化, 比传统高斯混合模型具有更好的鲁棒性与稳定性。     

一种联合图像分割与背景建模的运动目标检测算法

介绍了在混合高斯模型的基础上,采用每一个像素点及其邻域组成的集合作为特征矢量来描述图像,对YUV格式的彩色图像的不同颜色分量分别建立混合高斯模型,从而确定是否有变化发生.为充分利用空间信息,提出将彩色图像分割与背景建模结合起来,得到具有精确边缘的运动目标.实验结果表明,即使在前景纹理、颜色比较一致且与背景对比不是很明显的情况下,本方法也能完整地检测出运动前景.     

混合高斯模型的自适应前景提取

复杂场景下的运动前景提取是计算机视觉研究领域的研究重点。为解决复杂场景中的前景目标提取问题,本文提出一种应用于复杂变化场景中的基于混合高斯模型的自适应前景提取方法。本方法可以对视频帧中每个像素的高斯分布数进行动态控制,并且通过在线EM算法对高斯分布的各参数进行学习,此外每个像素的权值更新速率可根据策略进行调整。实验结果表明本方法对复杂变化场景具有较好的适应性,可有效、快速地提取前景目标,提取结果具有较好的查准率和查全率。     

粒子滤波的视频目标跟踪算法研究

目标跟踪是计算机视觉和图像处理的一个重点课题,在视频监控、机器人视觉导航以及智能交通控制中具有广泛的应用前景.通过粒子滤波技术,研究了如何整合颜色特征、前景信息和积分图运算等技术实现视频目标跟踪的粒子滤波算法.在对目标进行分割中采用了混合高斯背景建模方法;同时结合积分直方图的计算方法对颜色特征进行分段统计及相互遮挡的判断,实现基于粒子滤波的目标跟踪算法的优化,解决跟踪中诸如遮挡、光照变化、背景干扰、尺寸变化等难以解决的问题.实验结果表明提出的方法达到了预期目标.     

Learning patterns of activity using real-time tracking

Our goal is to develop a visual monitoring system that passively observes moving objects in a site and learns patterns of activity from those observations. For extended sites, the system will require multiple cameras. Thus, key elements of the system are motion tracking, camera coordination, activity classification, and event detection. In this paper, we focus on motion tracking and show how one can use observed motion to learn patterns of activity in a site. Motion segmentation is based on an adaptive background subtraction method that models each pixel as a mixture of Gaussians and uses an online approximation to update the model. The Gaussian distributions are then evaluated to determine which are most likely to result from a background process. This yields a stable, real-time outdoor tracker that reliably deals with lighting changes, repetitive motions from clutter, and long-term scene changes. While a tracking system is unaware of the identity of any object it tracks, the identity remains the same for the entire tracking sequence. Our system leverages this information by accumulating joint co-occurrences of the representations within a sequence. These joint co-occurrence statistics are then used to create a hierarchical binary-tree classification of the representations. This method is useful for classifying sequences, as well as individual instances of activities in a site     

基于ICA特征的运动阴影检测算法

为防止运动阴影在视频图像序列中被错误地检测为目标,必须提高阴影检测算法的准确性和普适性。为此,从独立分量分析(ICA)的原理及其特性出发,提出一种基于空间变换技术的运动阴影检测算法。该算法通过对视频序列建立高斯混合背景模型产生自适应背景,利用ICA技术对其进行空间变换提取特征,再通过背景与当前帧图像对应像素点在特征空间的位置特征来分类运动阴影与前景目标。实验结果表明该方法能够较好地抑制噪声,减少光照变化的影响,准确地检测出阴影。     

交通场景中车辆的运动检测与阴影消除

提出一种算法框架实现对交通场景中运动车辆的分割。首先,提出一种基于颜色空间的浮动气球模型,用以解决监控场景的自适应背景建模问题,该方法解决了基于参数模型的背景建模方法无法检测驻留物体的问题,并可有效适应监控场景中的光照变化以实现自适应更新;其次,针对通过背景建模和背景差分得到的运动前景区域包含运动车辆阴影问题,提出一种新的阴影检测算法,该算法采用多特征融合的方法实现了对运动车辆的分割。实验结果分析表明,与其他方法相比,该算法框架在背景建模和阴影检测方法具有较好的效果。     

改进的基于GMM的运动目标检测方法*

针对传统混合高斯背景建模(GMM)在一些复杂场景下未能有效地描述背景,提出了一种改进算法.该算法引入更新和消退控制因子改进参数更新模型,并定量约束运动目标停留时间,采用从时间域上过滤得到的快速变化的背景进行背景减除操作,最后在空间域上对检测结果进行数学形态学的处理.实验结果表明,该算法能够提高背景建立和形成速度,增强对背景扰动和光照变化的抗干扰能力,对固定摄像机场景下运动目标的检测具有良好的鲁棒性.     

A dynamic conditional random field model for foreground and shadow segmentation

This paper proposes a dynamic conditional random field (DCRF) model for foreground object and moving shadow segmentation in indoor video scenes. Given an image sequence, temporal dependencies of consecutive segmentation fields and spatial dependencies within each segmentation field are unified by a dynamic probabilistic framework based on the conditional random field (CRF). An efficient approximate filtering algorithm is derived for the DCRF model to recursively estimate the segmentation field from the history of observed images. The foreground and shadow segmentation method integrates both intensity and gradient features. Moreover, models of background, shadow, and gradient information are updated adaptively for nonstationary background processes. Experimental results show that the proposed approach can accurately detect moving objects and their cast shadows even in monocular grayscale video sequences.     

基于阴影检测的HSV空间自适应背景模型的车辆追踪检测

在交通监控中，要进行车辆的检测、车流量统计、实时追踪、车速测定等工作，而如何从复杂的背景中分割运动物体是至关重要的一步，目前采用的典型方法是背景相减方法。为了对运动车辆进行准确快速的检测，在研究了目前存在的各种方法之后，提出了一种新的基于阴影检测的HSV空间自适应背景模型的车辆追踪检测算法，并将其应用于运动物体的分割，同时给出了具体的试验结果。该方法之所以不在传统的RGB空间实现，而在HSV空间实现，因为HSV空间可以提供更丰富的颜色信息。运行试验结果表明，该方法准确率高，适应性强，运算速度快，兼具灵活性，能满足实时检测的需要。     

一种基于背景模型的运动目标检测与跟踪算法

本文提出了一种静止摄像机条件下的运动目标检测与跟踪算法．它以一种改进的自适应混合 高斯模型为背景更新方法，用连通区检测算法分割出前景目标，以Kalman滤波为运动模型实 现对运动目标的连续跟踪．在目标跟踪时，该算法针对目标遮挡引起的各种可能情况进行了 分析，引入了对运动目标的可靠性度量，增强了目标跟踪的稳定性和可靠性．在对多个室外 视频序列的实验中，该算法显示了良好的性能，说明它对于各种外部因素的影响，如光照变 化、阴影、目标遮挡等，具有很强的适应能力．     

基于混合高斯模型的运动阴影抑制算法

复杂场景的背景建模、运动目标检测、运动目标所投射阴影的检测与抑制在智能监控、机器人视觉、视频会议等领域有着广泛的应用。在运动前景检测阶段，给出了一种改进的混合高斯算法进行场景的背景建模，根据各点像素值出现的混乱程度采取不同的高斯函数参数更新机制，缓解了混合高斯算法计算量大的问题。在运动目标的阴影检测与抑制中，提出了一种基于混合高斯的阴影抑制算法，该算法先利用阴影在HSV颜色空间的特点，判断被检测为运动前景的像素是否为疑似阴影，然后用混合高斯阴影模型对所有疑似阴影值进行聚类，进一步完成阴影抑制。仿真结果表明：该算法可更有效地抑制阴影对运动目标检测的影响，并具有较强的实时性。