一种适应户外光照变化的背景建模及目标检测方法

针对户外视频监控存在光照变化这一问题, 提出一个用于准确完成目标检测的实时背景建模框架. 考虑到目标检测的准确性要求, 建立基于帧间像素亮度差统计直方图的像素亮度扰动阈值. 在此基础上, 针对背景建模的实时性要求, 提出一种基于自回归背景模型的参数快速更新方法. 鉴于不同光照变化的适应性要求, 定义对光照变化不敏感的背景纹理模型. 上述模型统称为自回归--纹理 (Auto regression and texture, ART) 模型, 该模型适应于户外光照变化. 基于该模型构建像素亮度和纹理置信区间用于目标检测. 实验结果表明, 该框架能适应和实时跟踪户外背景的光照变化, 并对目标进行准确检测.     

一种基于偏最小二乘法的室外光照估计算法

针对固定视点下的室外场景在线视频光照求解问题,提出一种基于偏最小二乘室外场景实时光照估计算法.在离线阶段提取场景中对光照变化较为敏感的区域,并将这些区域像素值的均值与方差的无偏估计作为场景图像的统计参数,再利用偏最小二乘回归分析建立场景的光照参数与图像统计参数之间的模型;在在线阶段使用所建立的模型实时估计视频每一帧的光照条件.实验结果表明,使用该算法所求解的光照参数对虚拟物体进行绘制并将其融入视频中后,合成场景真实感很强.     

动态阈值的Vibe运动目标检测

Vibe算法是一种高效的像素级背景建模算法,但是它同混合高斯模型一样,不能适应光线突变的问题,在对Vibe算法的基础上提出了一种在静态场景下对光照变化鲁棒的运动目标检测方法。该方法首先利用Vibe模型建立背景样本集,并利用Vibe模型对判别为背景的像素对背景帧进行更新。其次视频当前图像帧与背景帧差分,并采用Otsu算法计算图像的分割阈值来检测运动目标。实验结果表明,改进的方法能够很好地消除由于环境光照变化引起的“曝光”现象,提高了运动目标检测的精确度,并且改进的算法对室内场景下的阴影也有较好的抑制作用。     

复杂背景下的快速机动目标跟踪算法

为了解决复杂背景及大视野场景下跟踪机动目标易丢失和跟踪精度低的难题,提出了一种复杂背景下的快速机动目标检测与跟踪算法.利用帧间差分算法提取图像中的机动目标,在初始帧建立机动目标的颜色直方图模型,将后续输入图像的像素值转化为直方图分布下的概率值;根据与目标模型的相似度,将每个候选区域的像素值作为密度;利用自适应均值漂移算法寻找机动目标的真实位置;利用卡尔曼滤波预测目标位置.实验结果表明:算法能够准确地在复杂背景和大视野场景下快速检测并跟踪机动目标.     

基于多特征融合的运动阴影去除算法

对视频监控中的运动阴影问题进行了研究,提出一种颜色特征、归一化向量距离、亮度比值相融合的阴影去除方法。首先,通过混合高斯模型建立背景图像,利用背景差分法分离运动区域。然后,采用串行处理方法检测运动区域中的阴影像素。在RGB颜色空间下根据颜色一致性特征消除阴影之后,根据运动区域的归一化向量距离分布直方图进一步检测阴影像素。最后,针对阴影检测过程中存在的误检问题,建立像素的光照模型,计算阴影像素与背景像素的亮度比值,并根据置信区间排除误检的前景像素。实验结果表明,该方法能够克服单特征方法的局限性,在多个真实场景下能有效检测与去除阴影,适应性强,鲁棒性好,处理时间适中。     

结合单高斯与光流法的无人机运动目标检测

针对无人机场景下运动目标检测对实时性要求高,运动背景、环境光照易变化等问题,提出一种结合单高斯与光流法的运动目标检测算法.首先,对运动相机捕捉的图像采用改进的单高斯模型进行背景建模,并融合前一帧图像的多个高斯模型来进行运动补偿,然后,将得到的前景图像作为掩模来提取特征点和进行光流跟踪,并对稀疏特征点的运动轨迹进行层次聚类.实验结果表明,该算法能有效地处理运动相机造成的前景对背景模型的干扰,背景建模速度快,对光照变化不敏感,检测出的目标接近真实目标.     

基于像素分类的运动目标检测算法

针对复杂环境下运动目标检测提出一种基于像素分类的运动目标检测算法。该算法通过亮度归一化对图像序列进行预处理,用以降低光照变化造成的误检,根据场景中不同像素点的特点,对图像进行分类处理,单模态类的像素用中值法进行背景建模,多模态类的像素用混合高斯模型建模。实验结果表明,该算法与传统的高斯建模法相比,减少了运算量,更易于应用在实时系统中。     

多模型协作的分块目标跟踪

为解决复杂场景下,基于整体表观模型的目标跟踪算法容易丢失目标的问题,提出一种多模型协作的分块目标跟踪算法.融合基于局部敏感直方图的产生式模型和基于超像素分割的判别式模型构建目标表观模型,提取局部敏感直方图的亮度不变特征来抵制光照变化的影响;引入目标模型的自适应分块划分策略以解决局部敏感直方图算法缺少有效遮挡处理机制的问题,提高目标的抗遮挡性;通过相对熵和均值聚类度量子块的局部差异置信度和目标背景置信度,建立双权值约束机制和子块异步更新策略,在粒子滤波框架下,选择置信度高的子块定位目标.实验结果表明,本文方法在复杂场景下具有良好的跟踪精度和稳定性.     

可视化背景提取和粒子滤波的行为检测研究

在智能视频监控中,目标所在场景的复杂性和光照变化使得运动目标的检测难度加大.采用可视化背景提取(ViBe)算法来检测运动目标,对于运动目标在运动过程中的交叉、遮挡等情况,采用ViBe算法和粒子滤波运动目标跟踪算法相结合,完成对运动目标的检测与跟踪;在运动行为检测中,进一步定义目标的运动方向,从而判断目标的运动状态.实验表明,ViBe算法能够准确检测复杂场景中的运动目标,并能够适应噪声干扰和光照变化,将其和粒子滤波结合能够准确跟踪实际场景中的运动目标,并能够准确判断目标的运动状态.     

一种鲁棒的实时室外光照估计算法

针对动态变化的室外光照求解问题,提出一种室外场景的实时光照估计算法.该算法基于室外场景图像的线性分解模型,利用太阳光基图像中阴影像素的特点和视频中光照的时空连续性构建由数据项和光滑项组成的目标函数,对太阳光和天空光的入射光强进行求解,得到视频帧图像所对应的实时光照参数与相应的太阳光基图像.实验结果表明,文中算法可应用于计算机视觉中受光照变化影响的在线视频处理,如增强现实、视频阴影检测、重光照等.