检测图像中的运动目标的方法及系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及图像处理领域，尤其涉及一种检测图像中的运动目标的方法及系统。
【背景技术】
[0002] 视频处理的一个重要研究内容是对目标自身特性、目标与周围环境之间的关系进 行分析。在分析过程中，运动目标检测是整个视频处理系统的关键环节，是实现目标分类、 目标跟踪以及目标识别的基础，其检测目标的准确性和实时性直接影响系统的后续性能和 整体性能。
[0003] 运动目标的检测任务就是将序列图像中变化区域从背景中分割出来，从而能够对 运动目标进行进一步的分类和识别。运动目标检测方法可以看成为帧图像中所有像素的分 类问题，即根据每一个像素点的像素值及其对应时空域信息来判断当前像素点属于运动目 标的一部分或相对静止的一部分。目前运动目标检测方法的难点主要来源于背景或前景的 光线非线性变化，由于这一现象的存在，场景中相对静止部分在帧图像中的像素值也随之 发生突变，直接导致对应的像素点的像素值发生变化，而最终导致分类错误。
[0004] 现有的通用运动目标检测技术，例如专利号为W02009/007198的专利（visual background extractor，ViBe)对于各种视频流、不同颜色空间、多种场景内容及变化的场 景都适用，该方法采用随机选择机制和邻域传播机制来建立和更新背景模型，提高检测的 准确性，增加了抗噪能力的同时降低了计算代价。
[0005] 然而，由于现有检测技术仅利用图像序列中的一帧就可以初始化背景模型，因此 在处理光线变化相对频繁的情况时，可能导致由于背景模型无法连续更新造成的正确检测 率降低。
【发明内容】
[0006] 本发明实施例提供一种检测图像中的运动目标的方法及系统，用于解决现有技术 中受光线变化无法准确检测图像序列中的运动目标的问题。
[0007] 基于上述目的，本发明提供一种检测图像中的运动目标的方法，包括:获取连续帧 的图像信息，并从同步帧图像信息中确定背景区域；比较所述同步帧图像信息中的各对应 位置、分别与各后续帧图像信息中的各对应位置的像素点的亮度值，并基于比较结果区分 各后续帧图像信息中待定像素点;基于各后续帧的图像信息分别相对于所述同步帧图像信 息的运动矢量的估计值，调整各所述待定像素点的亮度值;从所确定的背景区域中选取预 设数量的像素点，并分别以各待定像素点为中心点、预设长度为半径的区域内检测包含所 选取的像素点的数量是否符合预设的运动条件;若是，则确定作为中心点的像素点为构成 运动目标的像素点;若否，则确定作为中心点的像素点为背景像素点。
[0008] 优选地，所述基于各后续帧的图像信息分别相对于所述同步帧图像信息的运动矢 量的估计值，调整各所述待定像素点的亮度值的方式包括:将各后续帧的图像信息进行分 块处理，并根据各后续帧图像信息分别与同步帧图像信息的运动矢量的估计值、和各图像 块的亮度均值，来确定对应图像块的亮度模型中的参数;按照所确定的参数所构建的亮度 模型，确定各后续帧中相应图像块中各待定像素点的亮度值。
[0009]优选地，所述亮度模型以at和β?为参数的线性函数:Yt(x，y)=a t(x，y)lt(x，y)+0t (x，y);其中，at、Pt为参数，It(x，y)为后续帧图像信息中图像块t中坐标为(x，y)的像素点的 亮度值，Yt(x，y)为调整后的所述图像块t中坐标为(x，y)的像素点的亮度值。
[0010]优选地，所述根据各后续帧图像信息分别与同步帧图像信息的运动矢量 的估计值、和相应后续帧图像信息中各图像块的亮度均值，来确定对应图像块的亮度 模型的参数的方式包括：结合图像块t所在的后续帧图像信息相对于同步帧图像信息 的水平运动矢量Vh和垂直运动矢量V v估计值，得到图像块t的亮度模型的参数分别为：
帧图像信息中图像块t的数学期望和方差、与所述亮度模型参数的对应关系：
代入上述两参数公式，得到以图像块t中的 各像素点的亮度值It(x，y)和调整后的像素点的亮度值Yt(x，y)所表示的参数a t和其中， 〇[Yt(x，y)]为调整后的图像块t中坐标(x，y)的像素点的亮度方差，〇[It(x，y)]为后续帧中 图像块t中坐标(x，y)的像素点的亮度方差，E[Y t(x，y)]为调整后的图像块t中坐标(x，y)的 像素点的亮度均值，E[It(x，y)]为后续帧中图像块t中坐标(X，y)的像素点的亮度均值。 [0011]优选地，在确定了背景像素点和构成运动目标的像素点之后，还包括:按照预设次 数调整所确定的背景区域以及从背景区域中选取的预设数量的像素点，并重新执行从所述 同步帧图像信息中确定背景区域的步骤；以及从所确定的背景区域中选取预设数量的像素 点，分别以各待定像素点为中心点、预设长度为半径的区域内检测包含所选取的像素点的 数量是否符合预设的运动条件的步骤;将同一帧图像信息中各次均确定为构成运动目标的 像素点的像素点作为构成运动目标的像素点，其他像素点为背景像素点。
[0012] 基于上述目的，本发明还提供一种检测图像中的运动目标的系统，包括:预处理模 块，用于获取连续帧的图像信息，并从同步帧图像信息中确定背景区域;待定像素点选取模 块，用于比较所述同步帧图像信息中的各对应位置、分别与各后续帧图像信息中的各对应 位置的像素点的亮度值，并基于比较结果区分各后续帧图像信息中待定像素点；亮度调整 模块，用于基于各后续帧的图像信息分别相对于所述同步帧图像信息的运动矢量的估计 值，调整各所述待定像素点的亮度值;待定像素点确定模块，用于从所确定的背景区域中选 取预设数量的像素点，并分别以各待定像素点为中心点、预设长度为半径的区域内检测包 含所选取的像素点的数量是否符合预设的运动条件;若是，则确定作为中心点的像素点为 构成运动目标的像素点;若否，则确定作为中心点的像素点为背景像素点。
[0013] 优选地，所述亮度调整模块包括:参数计算子模块，用于将各后续帧的图像信息进 行分块处理，并根据各后续帧图像信息分别与同步帧图像信息的运动矢量的估计值、和各 图像块的亮度均值，来确定对应图像块的亮度模型中的参数;亮度调整子模块，用于按照所 确定的参数所构建的亮度模型，确定各后续帧中相应图像块中各待定像素点的亮度值。 [00 14]优选地，所述亮度模型以at和β?为参数的线性函数:Yt(x，y)=at(x，y)l t(x，y)+0t (X，y);其中，at、0t为参数，It(x，y)为后续帧图像信息中图像块t中坐标为(x，y)的像素点的 亮度值，Yt(x，y)为调整后的所述图像块t中坐标为(x，y)的像素点的亮度值。
[0015] 优选地，所述参数计算子模块用于结合图像块t所在的后续帧图像信息相对于同 步帧图像信息的水平运动矢量Vh和垂直运动矢量V v估计值，得到图像块t的亮度模型的参数
于将相应后续帧图像信息中图像块t的数学期望和方差、与所述亮度模型参数的对应关系：
|βt = E[Yt(X，y)]-atE[It(x，y)]代入上述两参数公式，得到以图像块t中的 坐标(X，y)像素点的亮度值lt(x，y)和调整后的像素点的亮度值Yt(x，y)所表示的参数at和 Pt;
[0016] 其中，〇[Yt(x，y)]为调整后的图像块t中坐标(X，y)的像素点的亮度方差，〇[It(x, y)]为后续帧中图像块t中坐标(x，y)的像素点的亮度方差，E[Yt(x，y)]为调整后的图像块t 中坐标(x，y)的像素点的亮度均值，E[It(x，y)]为后续帧中图像块t中坐标(x，y)的像素点 的亮度均值。
[0017] 优选地，所述预处理模块还用于按照预设次数调整所确定的背景区域以及从背景 区域中选取的预设数量的像素点，并重新从所述同步帧图像信息中确定背景区域;对应的， 所述待定像素点确定模块还用于在确定各待定像素点为构成运动目标的像素点或背景像 素点后，将同一帧图像信息中各次均确定为构成运动目标的像素点的像素点作为构成运动 目标的像素点，其他像素点为背景像素点。
[0018] 如上所述，本发明的检测图像中的运动目标的方法及系统，具有以下有益效果:通 过将待定像素点的亮度值调整为去掉光线影响后的亮度值，再在欧式空间中将待定像素点 进行前景和背景的分类，由此能高效的消除光线对图像中静止目标的干扰，提高锁定表示 运动目标像素点的准确性和效率;另外，采用运动矢量的估计值调整图像块亮度值的方式， 能够有效降低去光线干扰处理的计算量。
【附图说明】
[0019] 为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所 需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本