复杂场景下自适应背景减除算法

目的 复杂场景下的背景减除是智能视频监控研究领域的研究重点和热点之一.针对混合高斯模型中高斯分布个数固定和参数初始化粗糙问题,提出一种应用于复杂场景中的基于混合高斯模型的自适应背景减除算法(AMGBS).方法 通过灰度值归类算法自适应调整模型的高斯分布个数,使得背景模型能够适应场景的变化,并且结合在线 K均值(online K-means)算法和在线期望最大化(online EM)算法初始化混合高斯模型参数.结果 针对灰度值统计结果调整高斯分布数,以及采用优化参数初始化过程,实验表明,本文方法的平均查准率和平均查全率比传统的混合高斯算法高出10%左右,比其他改进的混合高斯算法高出2%左右.结论 提出一种新的自适应背景减除算法,针对灰度值统计结果调整高斯分布数,以及采用优化参数初始化过程.实验结果表明,该方法对复杂场景有较强的适应能力,能够有效快速地完成背景减除,进而实现运动目标的提取.     

一种新的基于统计的背景减除方法

提出了一种有效的彩色视频背景减除的新方法。首先对彩色视频采样得到图像序列,统计序列中各像素的RGB值并归类,用出现概率最高类的RGB均值来构建背景模型;然后根据颜色差异和亮度范围综合条件,结合形态学处理进行背景减除。实验结果表明,此法可以很好地克服灰度视频背景减除中很难识别与背景灰度相近目标的缺陷,同时比传统的彩色视频背景建模快速,且样本中允许运动目标存在。对背景减除的准确性和实时性有一定程度地改进。该文还针对光照和背景变化提出了一些有效的背景更新策略。     

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.     

一种融合局部纹理和颜色信息的背景减除方法

背景减除是低级计算机视觉和视频处理的关键技术之一. 本文提出一种新的背景减除算法, 该算法将局部纹理信息和颜色信息联合起来表示背景, 并借鉴了混合高斯模型的思想, 采用多个模式描述背景模型. 为了更充分地描述纹理信息, 本文改进了LBP (Local binary pattern)算子. 实验结果表明, 本文提出的算法性能在绝大多数情况下优于现有其他算法.     

一种改进的三帧差分运动目标实时检测算法

针对传统三帧差分法提取的运动目标存在大量的噪声和空洞,提出一种改进的三帧差分运动目标实时检测算法;该算法采用Surendra背景提取算法提取有效背景,对视频流中连续三帧图像分别进行背景减除,得到的结果作为反馈对背景进行选择性更新,利用HSV颜色空间去除阴影后进行三帧差分,将差分结果进行“与”运行,通过将中间帧背景减除结果与“与”运算的结果进行“或”运算,这样可以得到运动目标的完整信息;实验结果表明,该算法能够快速、完整、准确地检测出运动目标,可有效应用于实时监控系统.     

基于差分进化算法的支持向量回归机参数优化

支持向量机是结构风险最小化原理的一种新型学习技术,被广泛应用到很多工业控制领域中,良好的泛化能力和预测精度在很大程度上受到参数选取的影响.传统参数选择方法易陷入局部最优,为提高优化识别参数的精度和效率,提出基于差分进化算法的支持向量回归机参数优化算法.以均方误差最小为优化准则,差分进化算法的全局寻优能力,搜索支持向量回归机的最优参数组合,达到对参数的最优选择.通过Matlab进行仿真实验,结果表明改进的算法不仅加快参数搜索和优化的速度,而且选择的最优参数能大大提高支持向量机预测精度和泛化能力,并具有良好的鲁棒性和较强的全局寻优能力.     

提高海鸥优化算法寻优能力的改进策略及其应用

针对海鸥优化算法(SOA)收敛速度慢、容易陷入局部最优等问题,提出3种提高SOA算法寻优能力的改进策略：对非线性收敛因子与螺旋系数进行改进,以改善全局与局部搜索的协调能力,加快收敛速度;通过拓展攻击行为与攻击角度,以并行搜索的方式提升局部寻优性能;引入动态反向学习,使算法快速跳出局部最优,优化全局搜索。基于马尔可夫过程分析了改进海鸥优化算法(ISOA)的收敛性。通过16个基准函数测试了ISOA算法的寻优性能,并将其应用于PID(proportional-integral-derivative)参数整定中,结果表明,提出的改进策略能显著提高SOA算法的收敛速度与求解精度,ISOA算法在参数优化领域具有较好的应用效果。     

融合单纯形法和个体记忆的鲸鱼算法及工程应用

针对传统鲸鱼优化算法寻优精度低、收敛速度慢、易获局部最优的不足,提出基于单纯形法和融入个体记忆的改进鲸鱼优化算法。引入非线性收敛因子调整机制,使收敛因子呈现不同递减速率,前期注重全局搜索,后期注重精细开发,协调搜索与开发的平滑转换;引入单纯形法增强种群局部搜索能力,提升寻优收敛速度;融合个体记忆和种群最优解改善位置更新,协调个体与种群的信息交流和个体记忆对算法的搜索和寻优能力。基准函数寻优测试结果表明,该算法可以有效提升收敛速度和寻优精度,避免局部最优解。将改进算法应用于拉伸弹簧设计这类典型工程设计问题,验证了算法的可行性。     

基于IPSO算法的TSP问题求解研究

为获得旅行商问题(Traveling Salesman Problem,TSP)的最优解,提出利用改进的粒子群优化(Improved Particle Swarm Optimization,IPSO)算法中求解TSP问题。IPSO算法采用了粒子自适应更新机制和继承式判断机制,克服了传统算法易陷入局部最优位置的缺陷以及可调参数和初始位置随机设定对寻优结果不确定性的影响,确保在解空间内获得一致性的全局最优解。通过对不同样本TSP问题求解,验证了IPSO算法的有效性和稳定性。对比实验表明:IPSO算法在解决大规模寻优问题时具有突出的全局寻优能力。     

基于改进混合高斯模型的自适应运动车辆检测算法

道路视频监控中经常存在车辆缓慢运动或短暂停留的情况。针对传统混合高斯模型背景减除法对环境突变敏感和对缓慢运动目标丢失信息的问题,提出一种改进的自适应车辆检测方法。首先,在参数更新前对像素值分类并根据分类结果设置模型更新率,抑制缓慢运动前景被训练成背景;引入一个跟踪环境变化的度量因子,当环境突变时实现背景减除和帧差法的自适应切换,滤除环境变化的干扰;最后通过生态学滤波得到准确的运动目标。实验表明,该算法对白天实时路况视频中的运动车辆具有较好的检测效果。     

基于背景差分和三帧差分的运动目标检测

为了提高运动目标检测算法的准确性和对背景变化的适应性,本文采用了三帧差分与基于单高斯模型背景差分法相结合的算法,并通过最大类间方差法提取自适应阈值。引入一个新的背景更新机制,当运动物体融入背景或者背景中物体移除时,将背景更新为当前视频帧。实验结果表明,本文算法在对运动目标进行检测时,不易受背景光线变化及运动物体融入背景等因素的影响,适用于无人监控环境。     

视频图像中运动目标检测算法的提高

基于士兵对抗射击系统,研究复杂环境下运动目标检测算法的提高,从提高算法处理效率和降低外界干扰对算法准确性影响两方面进行讨论. 对士兵对抗射击系统中大尺寸的视频流图像,先在下采样图像中判断运动目标的位置,再根据运动目标的位置,到原图中进行精确分析,从而提高算法的处理速度. 通过背景融合方法更新图像背景,用不断更新的图像背景结合背景差分法获取运动目标,可以有效消除场景光线变化和相机抖动等因素对检测结果的影响,提高算法的准确性.     

基于自适应背景模型运动目标检测

随着城市化速度的加快,机动车日益普及,人们在享受机动车所带来的巨大便利的同时,也面临着交通拥挤的困扰。随着计算机硬件技术和计算机视觉技术的发展,基于计算机视觉的交通监控系统成为可能。从一个交通视频序列中识别出运动物体是许多交通监控系统应用系统的重要任务,针对该问题,提出了一种建立在对视频序列中的整个背景情景的统计描述基础上的运动目标的检测的有效方法,该方法能够适应变化的背景,具有较强的鲁棒性和较好的实时性。     

一种新的道路交通背景提取算法及研究

基于视频的道路运动目标检测是智能交通系统的基础部分,目前最常用也最有效的运动目标检测方法是背景差分算法,其中背景提取是背景差分算法的关键一环。提出了一种新的背景提取算法——mode算法。定义了算法比较标准,并据此比较了mode算法以及一些目前流行的背景提取算法在不同车流量情况下的性能优劣。通过比较发现,在低车流量时,中值法提取的背景较好,mode算法次之;在高车流量时,用mode算法提取的背景最好。基于不同算法在不同环境下的性能不同,利用图像频域信息区分车流量大小,实现对背景提取算法的自适应选择,使得实际应用时的背景提取算法更具灵活性和针对性,也进一步提高了背景提取结果的准确度。     

煤矿井下视频多目标轨迹跟踪算法研究

为了提高煤矿井下监控视频的目标识别准确率,对运动目标进行有效跟踪,将小波变换和背景差分法相结合,对Camshift算法进行改进,提出了适用于煤矿井下视频多目标轨迹跟踪算法。首先采用小波三层变换对视频图像进行去噪处理,得到低频图像。然后再进行背景差分运算,检测出运动目标。最后采用Camshift算法对运动目标进行跟踪处理。实验结果表明,改进的Camshift算法减少了原始Camshift算法在初始候选目标时的随机性,提高了目标检测和跟踪的准确率,为煤矿的安全生产提供了保证。     

头肩视频中运动物体的自动精确提取技术

针对头肩视频序列,提出了一种头肩视频对象的自动精确提取算法.该算法运用改进的背景记录技术建立可靠的背景图像,结合背景差和帧差检测出运动物体区域;通过新的时域滤波器和后处理以增强检测结果的时域连贯性和空域完整性;最后提出一种改进的分水岭算法精确定位视频对象边缘.实验结果表明,文中算法能有效地提取出头肩视频对象以获得精确的边缘,且满足实时性要求.     

基于背景分类的运动目标检测算法

针对光线暗、对比度和分辨率低的监控视频,提出了一种基于背景分类的运动目标检测算法。 首先用视频第一帧图像HSV空间的色度H和亮度V作为背景特征进行初始化,建立两种包含色度和亮度特征的背景模型类,即初始化得到的原始背景类和受光照或者其他因素影响得到的在原始背景周围波动的背景波动类,利用这两个背景模型进行前景检测和背景更新。为提高前景检测的准确率,背景模型的更正加入背景更正机制和权重机制,使得背景中样本的数量根据背景的实际情况处在一种动态的变化中,提高前景分割的效率。用不同场景下的监控视频进行算法对比实验,结果证明,该算法获得的前景完整清晰,视频处理的速度较快。提出的算法简单实用,对噪声干扰表现出良好的鲁棒性。     

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。     

一种基于改进视觉背景提取算法的前景检测

针对视觉背景提取ViBe算法在前景检测中存在的鬼影现象且长时间难以消除的缺点,提出一种改进的视觉背景提取算法。首先,在视频前n帧序列的帧差法中,引入大津（OTSU）算法求自适应阈值,以分割出更为准确的前景区域;其次,利用去除前景区域的前n帧图像合成一张尽量少的包含前景区域的样本图像;最后利用扩展的邻域范围在合成的样本图像中对模型初始化,并把扩大的范围用在ViBe背景模型更新阶段。该算法与各种经典算法在大量视频库中进行了对比实验,仿真结果表明,改进的ViBe算法能快速消除鬼影对前景检测的影响,前景检测更为准确。