基于灰度特征和自适应阈值的虚拟背景提取研究

针对虚拟背景提取(Visual Background extractor,ViBe)算法在目标检测时容易出现鬼影和运动目标阴影的缺点,该文提出了一种基于灰度特征和自适应阈值的ViBe背景建模改进方法。该算法首先利用ViBe算法进行背景建模,得到前景目标,然后对前景目标进行灰度特征判断和自适应阈值比较,得到没有鬼影和运动目标阴影的运动目标。实验结果表明,改进后的算法可以很好地弥补ViBe算法的不足,提高ViBe算法的识别准确率。     

结合前景轮廓提取的改进ViBe运动目标检测算法

运动目标检测是对视频或图像序列进行一系列地分析运算,计算出运动目标在图像中的位置,并将运动目标从复杂背景中提取出来,得到只包含运动目标的图像. ViBe是目前常用的运动目标检测算法,但使用ViBe算法对视频或图像序列中的运动目标进行识别与检测时,存在“鬼影”现象并易受环境噪声的影响,为此,设计了前景轮廓提取算法对ViBe算法改进.构建背景模型时,前景轮廓提取算法使用众数背景建模法建立初始背景及背景序列;前景检测时,使用背景差分法和Sobel算子计算出运动目标区域,使用自适应的多级阈值去噪;最后,将前景轮廓提取算法与ViBe算法求交集,并使用数学形态学处理获取完整的运动目标.同时,设计了CPU-GPU的并行方案,使用CPU并行的计算图像背景,使用GPU加速前景检测.将算法在CDNet2014数据集上进行测试,实验结果表明,算法的检测精确率、召回率、F1分数较ViBe分别提高了32.14%、9.64%、20.76%,漏检率及错检率较低,精度较高;效率方面,算法的平均检测帧率较ViBe算法提升了64.70%,具有较好的实时性.     

基于自适应ViBe的运动目标检测方法及其应用

针对视觉背景提取算法(ViBe)存在精确率低和动态场景适应能力差的问题,提出一种基于自适应ViBe的运动目标检测方法.该方法构建一个基于历史背景像素的样本库,并在像素匹配时随机从样本库中选取背景样本组成背景模型;在像素匹配过程中,对"闪烁"像素设定自适应匹配阈值,解决动态场景适应能力差的问题;在更新过程中,根据匹配度来...     

基于自适应Lab色差阈值的ViBe运动目标检测算法

针对视觉背景提取算法(ViBe)对光照变化和运动 阴影敏感、提取的运动区域容易产生空洞的问题,本文提出了基于自 适应Lab色差阈值的ViBe运动目标检测算法。根据图像的局部背景亮度与色彩的空间频率对 人眼视觉的影响,自适应的确定 每个像素点的色差阈值,用于像素点与背景模型的匹配;然后,利用邻域像素点的空间一致 性原则,对检测结果进行修正; 最后,统计各连通域的面积,去除小面积的运动目标。实验结果表明,本算法可以有效的适 应光照变化、抑制运动阴影、填 补运动区域的空洞,具有比ViBe算法更好的检测效果。     

基于9/7提升小波的海面弱目标检测算法

弱目标的检测一直是监视和报警系统的重要组成部分.海面背景下海面及连绵起伏的波浪反光使图像的信噪比和对比度都较低,而且舰船目标像素较少.先利用自适应灰度阈值对图像进行滤波;再进行9/7提升小波变换,提取高频部分;然后利用高频部分进行重构;最后对重构后的图像进行自适应灰度阈值处理,检测出目标.实验结果表明该算法能够有效地检测出强噪声和背景杂波干扰情况下的舰船目标.     

基于改进ViBe算法的运动目标检测

运动目标检测是智能视频监控中必不可少的环节,其检测结果的好坏影响着后续的研究。针对ViBe算法的不足,对ViBe算法进行了改进。根据chromacity法检测出阴影,通过在当前像素上添加与平均背景强度之间的差值来移除阴影;根据均值法提取出的背景建立初始背景模型,消除后续帧检测时出现的鬼影;通过缩小更新因子加快背景模型更新速度,快速消除均值法在运动目标过多时不能得到干净背景的问题;用自适应阈值代替固定阈值,引入颜色失真值,根据自适应阈值以及颜色失真值进行像素点分类;对前景目标进行去除小面积连通域操作以降低动态背景及噪声的干扰;通过进行闭运算操作以填充目标区域的空洞。实验采用CDnet 2014数据集进行验证,实验表明,改进算法能够有效地消除阴影和鬼影,提高了检测精准度,检测效果较为理想。     

基于自适应粒子滤波算法的对海跟踪研究

机载雷达对海面慢速运动目标跟踪时存在非高斯非线性状态估计问题,传统的卡尔曼滤波器跟踪不仅会产生目标定位偏差,而且会造成航迹起伏。文中将自适应粒子滤波算法应用到具有闪烁噪声背景下的海面目标跟踪问题中,此算法可根据预测粒子在状态空间中的分布情况自适应选择粒子数量,从而在保证跟踪精度的同时减少了算法的运算量。仿真结果表明,自适应粒子滤波器可实现对闪烁噪声背景下的慢速目标高精度定位跟踪,且跟踪性能优于标准粒子滤波器,具有工程实用价值。     

改进ViBe的运动目标检测算法

针对Vi Be算法存在鬼影、噪点的问题以及不能快速适应复杂背景进而出现误检率高的问题,提出一种改进的ViBe算法。首先算法在背景建模时将8邻域的像素点扩大到了24邻域;其次采用自适应的阈值对复杂背景进行检测;最后为了提高检测目标的准确性,改进的ViBe算法和改进的帧差法通过逻辑与或运算进行结合,并且进行形态学滤波处理对运动目标进行完整的提取。实验结果表明,改进的算法可以在更短的时间内消除鬼影,并且静态背景下检测运动目标的F-measure提升了14.2%,在树枝晃动和相机抖动的复杂背景下,能够得到较为完整和准确的运动目标,并且F-measure平均提升了2.6%。     

基于帧差法和自适应阈值区域生长的红外运动目标检测

针对具有背景干扰、信噪比低的红外图像,提出了一种基于帧差法和自适应区域生长的红外运动目标检测方法.首先对红外图像进行了高帽变换,以抑制大面积背景的干扰,相邻帧图像间做帧差,初步提取目标区域;其次分析了红外目标的特性,针对其特性提出了一种基于灰度等级的自适应阈值分割方法;最后以帧差法检测的目标质心为种子点,以自适应阈值为分割准则,在预处理后的图像中进行区域生长,最终实现了红外运动目标的检测.结果表明,所提算法可抑制大面积背景的干扰,实现单个和多个红外运动目标的完整提取和检测.     

自适应复杂背景干扰的运动目标检测算法

基于视频图像的运动目标检测,是根据目标的像素特征来判别出相对于背景运动的目标,当图像背景动态变化时,将难以区分背景和运动目标的像素特征,易造成检测错误。复杂背景下的运动目标检测是一大难点,目前主流的运动目标检测算法在背景灰暗、水面波动、气流颤动等复杂背景干扰下,难以准确地检测出运动目标。针对上述问题,提出一种自适应复杂背景干扰的运动目标检测算法,采用新的前景判断和背景模型更新方法,同时设计了一种创新型自适应阈值更新方法,当视频背景变化时,自动更新阈值。该算法增强了对复杂背景、镜头抖动的抗干扰能力,通过各种视频测试,背景点检测正确率达到0.9958,前景点检测正确率达到0.8012,极大提高了前景检测率,而且该算法满足高实时性要求,对复杂背景下的运动目标检测有显著效果。     

基于循环平移Contourlet变换的红外小目标检测方法

分析了在有噪声和背景干扰情况下检测红外小目标的方法,提出了一种将循环平移Contourlet变换去噪 方法和自适应阈值分割方法相结合的红外小目标检测算法。该方法首先对原始图像进行循环平移阈值去噪,再用原始图像减去 去噪图像,对得到的残差图像进行自适应阈值分割,分离出少量的候选目标点,最后利用目标运动的连续性和一致性检测出 目标。分别用Contourlet变换法、小波变换法和本文提出的检测法对小目标进行了检测。仿真结果表明,本文提出的检测方法 能较精确地检测出序列图像中的红外小目标,检测效果优于Contourlet变换法和小波变换法。     

基于广义高斯分布的视频运动目标快速检测算法

提出一种基于熵能和广义高斯分布的运动目标检测算法.通过自适应的局部阈值选取算法获得与图像中不同区域噪声相匹配的分割阈值.使用均值法构造背景图像并使用减背景法得到差分图,根据熵能原理利用背景图像序列的差分图获取分割阈值的训练样本,采用广义高斯分布模型描述得到的样本,通过分析广义高斯分布的尺度参数对检测结果的影响来获取合适的尺度参数,并通过计算样本落于分割阈值内的概率得到合适的分割阈值.实验结果表明,该算法在运动目标检测效果和运行时间方面都有好的性能.     

复杂海面背景红外小目标自动检测方法

采用维纳自适应滤波，抑制随机噪声和高斯噪声；利用Otus阈值法分割图像，确定海天线和目标潜在区；利用Top—Hat算子进行形态滤波处理，抑制平缓变化背景并保留高亮度区的目标和强噪声；选择结构元素进行形态开运算，去掉细小的背景杂波干扰；针对远距离舰艇小目标总是出现在海天线附近以及红外目标灰度高于其邻域背景的特点，确定阈值即可分离出真正的目标。实验结果表明，该方法可以较好地抑制海浪、云层等背景的干扰，能有效检测复杂海面背景中的红外小目标。     

基于CUDA的并行视觉背景提取算法

为了提高视觉背景提取(ViBe)算法的检测效果和检测速度,对其进行改进和并行化处理。该算法基于像素及其邻域像素之间的差值构建最终的背景样本,减少边缘噪声对于检测精度的影响;背景样本更新阶段中使用自适应的时间二次抽样因子,加快消除单帧初始化所形成的"鬼影",提高算法的健壮性。同时分析了ViBe算法的并行点,并用CUDA语言实现该算法。实验结果表明,该算法能有效减少边缘噪声,快速消除"鬼影",且检测速度较CPU端有大幅提升。     

基于五帧差分和模板匹配的运动目标检测识别

针对帧差法和背景差分法检测运动目标准确率低,自适应能力弱等缺陷,提出了一种改进五帧差分法与背景差分法和模板匹配相结合的运动目标检测和识别算法;通过改进的五帧差分和背景差分法融合的算法从视频图像序列中检测出运动目标;利用形态学方法去除噪声,改善运动目标提取效果;在Harris算法提取图像匹配特征值的基础上角点配准,提高图像识别的准确率,通过提取目标特征与自适应模板图像进行特征匹配的方法实现了目标检测识别和跟踪。仿真结果和实验表明该方法有噪声和部分遮挡的运动目标有良好的检测识别效果,识别率达到了95%。     

基于改进的三帧差分法运动目标检测

为了提高运动目标检测的准确性和效率,提出了基于改进的三帧差分法检测运动目标的算法.该算法对传统的三帧差分法进行了改进,结合了单高斯模型背景提取、背景自适应更新和自适应阈值提取的方法,从而解决了传统三帧差分法中可能出现的无法检测出完整的运动目标的问题.背景的自适应更新和自适应阈值的提取减少了光线亮度变换以及噪声对运动目标检测带来的影响.实验表明,该算法与传统的三帧差分法相比可以更加完整地检测出运动目标,并且可以有效地避免出现“漏检”等情况,提高了运动目标检测的效率和准确性.     

海面红外小目标检测算法研究

针对海面红外图像中出现的海面杂波和孤立噪声点的问题,采用了一种将空间域的滤波结果在时间域进行二次滤波的方法,实时地检测海面图像中的小目标。在空间域上,根据海面杂波具有一定方向性的特点,设计了4种方向的结构元素分别进行形态学运算来抑制海面杂波,再使用均值融合准则进行融合。在时间域上,利用目标在帧间的运动具有连续性而噪声点不具有该性质的特点,采用均值加权滤波的方法来滤除孤立噪声点,最后使用自适应门限分割检测出小目标。实验结果表明,本文算法在复杂海面环境下,能有效地抑制海面杂波和孤立噪声点的影响,减小虚警率,是一种有效的海面小目标检测方法。     

一种基于灰度阈值的天地背景轮廓线提取方法

针对天地背景轮廓线具有波动起伏、边缘模糊及轮廓边缘灰度值变化缓慢的特点,采用灰度阈值方法,实现了多种天地背景边缘轮廓提取,可为后续的天空背景图像分割及空中目标检测提供技术支持。算法具有实现简单、计算量小、运行速度快、定位精确、抑制噪声的特点,弥补了经典图像边缘提取算法的不足,并结合远距离摄录的天空海面、天空海面岛屿、天空山地等背景的视频图像,给出了文中检测算法与其他算法的图像处理结果对比分析。     

一种模糊小目标的自适应阈值分割方法

文章提出了一种基于顶帽变换和边缘检测的强噪声背景下的目标提取方法。模糊背景下图像的目标提取存在一定的困难,必须对图像进行增强处理。文中涉及到的目标具有不同的灰度值,固定阈值法不能保证检测出所有的目标。在原有自适应阈值分割的基础上设计了一种基于顶帽变换和边缘检测的自适应阈值分割方法,首先对图像进行顶帽变换增强图像,再利用Sobel边缘提取算法提取所有可能目标的边缘,利用原图像中对应边缘点的灰度取平均值作为图像分割的阈值来提取目标。实验结果表明:利用检测出的边缘灰度均值作为图像的灰度阈值来分割目标,能有效地提取出模糊小目标。     

基于局部特征的单帧红外小目标检测算法

针对单帧红外小目标具有能量值高于背景和噪声的特点,提出了一种基于局部特征的单帧红外小目标检测算法。该方法首先分析了单帧红外图像各部分的高低频关系,利用单帧红外小目标与背景在频率上的不同,采用二阶巴特沃斯低通滤波器滤除背景干扰;然后设定能量与灰度阈值进行自适应阈值分割,保留疑似目标点;最后通过改进的拉普拉斯算子突出红外小目标轮廓。经过红外图像仿真实验验证,该方法能够在复杂空域快速而准确地检测出单帧红外小目标。