一种消除光照影响的前景提取方法

文档序号:6419406阅读:429来源:国知局
专利名称:一种消除光照影响的前景提取方法
技术领域
本发明涉及视频图像处理技术,特别涉及一种能够消除光照影响的前景提取方法。
背景技术
前景提取是指从背景图像中提取目标,是计算机视觉、视频监控、目标跟踪等领域 的常用的一种技术。 一般采用背景减除方法检测背景图像中的前景区域提取前景(目标)。 背景减除方法是用当前帧图像与背景图像(前一帧图像)的差分运算确定前景区域提取前 景,在有光照的情况下,会将目标区域、阴影区域、光照区域作为一体分割出来,从而影响了 检测的准确性。因此,消除由于光照变化带来的非目标阴影和光照区域是提高目标检测准 确性的一项重要任务。 为消除光照变化带来的影响,现已提出很多方法。《消除光照影响的背景减除算 法》(参见中国图像图形学报,2009, 14(7) :1413-1417)提出使用颜色衰减模型和对比度衰 减模型,改进能量公式中的颜色分量和对比度分量,消除光照变化对于背景减除结果的影 响。但是仅改变颜色信息并不能提高目标提取的准确度,特别是对于目标颜色均匀,且目标 与光照区域颜色信息相近的情况下,此方法就不能达到好的效果,并且此方法不能够消除 由光照带来的阴影的影响。

发明内容
本发明所要解决的技术问题,就是针对现有技术的目标检测方法容易受到光照影 响,准确性低的问题,提供一种消除光照影响的前景提取方法,以消除光照带来的影响,提 高视频图像中目标检测的准确性。 本发明解决所述技术问题,采用的技术方案是,一种消除光照影响的前景提取方 法,包括以下步骤 a、采集前一帧图像和当前帧图像; b、提取采集图像的边沿图像,得到前一帧图像的边沿图像和当前帧图像的边沿图 像; c、将前一帧图像的边沿图像和当前帧图像的边沿图像作差分运算,得到前景区域 边沿图像; d、对前景区域边沿图像进行降噪处理,得到目标轮廓; 进一步的,步骤b中,提取采集图像的边沿图像,是将采集图像与高斯-拉普拉斯 模板进行巻积运算得到; 进一步的,步骤d中,采用形态学降噪方法对前景区域边沿图像进行降噪处理;
具体的,所述形态学降噪方法是指对前景区域边沿图像进行开_闭运算滤波;
优选的,所述前一帧图像为固定区域的背景图像。 本发明的有益效果是,能够避免光照变化对目标检测的影响,更加精确的提取目标区域,对视频图像的后续处理有着重要意义。
具体实施例方式
下面结合实施例,详细描述本发明的技术方案。 本发明采用图像边沿检测技术提取采集图像的边沿图像,再通过边沿图像的差分
运算(背景减除法)提取目标轮廓,能够消除光照的影响,提高目标检测的准确性。 本发明的图像边沿检测技术采用了高斯_拉普拉斯模板,下面介绍前一帧图像和
当前帧图像边沿提取及前景区域边缘提取具体方法。 前一帧图像和当前帧图像边沿提取 图像I (x, y)的边沿图像,通过如下运算得到 £(>:,>0 = /0:,>0 G (1)其中必表示巻积运算,E(x, y)表示处理后的边缘图像,I (x, y)表示输入图像,G 代表高斯_拉普拉斯模板,其定义如下 -2 _4 _4 _4 _2— G
-4 -4 -4 -2
0 8 0
4
8
24 8
_4
0 8 0
-4 将前一帧图像和当前帧图像分别带入(1)式中(作为输入图像)这样便得到了他 们的边缘图像,分别记为Eb、E。。 关于边沿检测技术,还可以参阅《基于形态学的边缘检测》(武汉理工大学学报 2005. 10雷艳敏,黄秋元)及《canny边缘检测》(姚敏.数字图像处理[M].北京机械工 业出版社,2007)等。
前景区域边缘提取 对前一帧图像的边缘图像Eb和当前帧图像的边缘图像E。差分运算,得到前景区域 边缘图像,记为deltaE :
deltaE = Ec_Eb(2) 得到前景区域边缘图像deltaE后,由于图像中存在一些非目标的噪声,为了避免
影响前景的提取,对图像进行降噪处理是必要的,本发明采用形态学降噪方法滤除噪声。 形态学降噪方法滤除噪声就是使用开_闭运算进行滤波(详见姚敏.数字图像
处理[M].北京机械工业出版社,2007)。开运算实际上是先腐蚀后膨胀的运算过程,它能
够消除图像上细小的物体、毛剌和小桥,平滑较大物体的边界,同时并不明显改变其面积,
开运算有滤除盐噪声而不放大椒噪声的特点。闭运算是先膨胀后腐蚀的过程,其功能是填
充物体内细小空洞、连接邻近物体和平滑其边界,同时不明显改变其面积,闭运算具有去除
椒噪声却不放大盐噪声的作用。这样通过开_闭运算,就消除了图像中的噪声。 视频图像采集就是对监控场景进行拍摄并获取视频图像,可以用监控摄像头或传
统摄像头拍摄并捕获视频图像来实现视频图像的采集。本发明主要针对有光照变化的视频
监控场景,通过视频监控摄像头采集图像序列,采集不同光照下同一场景的图像。 实施例
下面以监控摄像头采集的固定区域的背景图像(以下简称为背景图像)和当前图
像分别作为前一帧图像和当前帧图像来说明本发明的前景提取方法。 第一步、监控摄像头采集背景图像和前图像后进行常规数字化处理; 第二步、将采集图像与高斯_拉普拉斯模板进行巻积运算,提取采集图像的边沿
图像,得到背景图像的边缘图像Eb和当前图像的边缘图像E。; 第三步、将背景图像的边缘图像Eb和当前图像的边缘图像E。作差分运算,得到前 景区域边缘图像deltaE ; 第四步、采用形态学降噪方法对前景区域边沿图像deltaE进行降噪,得到目标轮廓。 本发明采用边缘检测技术,特别是在边沿检测时引入高斯-拉普拉斯模板,在提 取目标时消除了弱光照、弱阴影的影响,非常适合于固定区域的背景图像中提取目标轮廓, 如ATM机周边环境的监控等。有了准确的目标轮廓,可以对目标图像进行进一步处理,或传 输到监控中心实施监控报警。
权利要求
一种消除光照影响的前景提取方法,包括以下步骤a、采集前一帧图像和当前帧图像;b、提取采集图像的边沿图像,得到前一帧图像的边沿图像和当前帧图像的边沿图像;c、将前一帧图像的边沿图像和当前帧图像的边沿图像作差分运算,得到前景区域边沿图像;d、对前景区域边沿图像进行降噪处理,得到目标轮廓。
2. 根据权利要求1所述的一种消除光照影响的前景提取方法,其特征在于,步骤b中, 提取采集图像的边沿图像,是将采集图像与高斯-拉普拉斯模板进行巻积运算得到。
3. 根据权利要求1或2所述的一种消除光照影响的前景提取方法,其特征在于,步骤d 中,采用形态学降噪方法对前景区域边沿图像进行降噪处理。
4. 根据权利要求3所述的一种消除光照影响的前景提取方法,其特征在于,所述形态 学降噪方法是指对前景区域边沿图像进行开_闭运算滤波。
5. 根据权利要求3所述的一种消除光照影响的前景提取方法,其特征在于,所述前一 帧图像为固定区域的背景图像。
6. 根据权利要求1或2所述的一种消除光照影响的前景提取方法,其特征在于,所述前一帧图像为固定区域的背景图像。
全文摘要
本发明涉及一种能够消除光照影响的前景提取方法。本发明针对现有技术的目标检测方法容易受到光照影响,准确性低的问题,公开了一种消除光照影响的前景提取方法,以消除光照带来的影响,提高视频图像中目标检测的准确性。本发明的技术方案是,一种消除光照影响的前景提取方法,包括以下步骤a、采集前一帧图像和当前帧图像;b、提取采集图像的边沿图像,得到前一帧图像的边沿图像和当前帧图像的边沿图像;c、将前一帧图像的边沿图像和当前帧图像的边沿图像作差分运算,得到前景区域边沿图像;d、对前景区域边沿图像进行降噪处理,得到目标轮廓。本发明非常适合于固定区域的背景图像中提取目标轮廓,如ATM机周边环境的监控等。
文档编号G06K9/40GK101763513SQ20101011492
公开日2010年6月30日 申请日期2010年2月26日 优先权日2010年2月26日
发明者白云 申请人:成都三泰电子实业股份有限公司
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1