李洪杰　程欣宇　任海林

傳統(tǒng)的幀差算法容易受到噪聲影響，而且還會(huì)出現(xiàn)“雙影”及空洞現(xiàn)象，本文對(duì)幀差算法進(jìn)行改進(jìn)，將改進(jìn)后的算法和vibe算法進(jìn)行融合，使融合后的算法相較于vibe算法對(duì)噪聲和復(fù)雜背景有更好的效果，快速的消除“ghost”現(xiàn)象，同時(shí)對(duì)陰影也有一定的抑制效果。

【關(guān)鍵詞】運(yùn)動(dòng)檢測(cè) 幀差 vibe

1 引言

視頻中運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)技術(shù)是智能交通、人機(jī)交互等領(lǐng)域的關(guān)鍵?，F(xiàn)在主要的前景檢測(cè)技術(shù)有幀差法、背景減法、光流法等。幀差法首先利用圖像序列中前后兩幀做差值，然后對(duì)差值圖像進(jìn)行閾值化，從而得到前景圖像。幀差算法簡(jiǎn)單、速度快，但它無法適應(yīng)復(fù)雜背景，檢測(cè)出來的前景會(huì)出現(xiàn)“雙影”現(xiàn)象，對(duì)于緩慢移動(dòng)的物體會(huì)出現(xiàn)空洞。vibe算法是背景減法的一種，算法比較簡(jiǎn)單，速度較快，具有一定的魯棒性。但vibe算法會(huì)出現(xiàn)孔洞現(xiàn)象，部分?jǐn)_動(dòng)背景和噪聲會(huì)被檢測(cè)成前景。本文針對(duì)幀差算法缺陷進(jìn)行改進(jìn)，將改進(jìn)后幀差算法融入vibe算法中，使它對(duì)噪聲和擾動(dòng)背景具有一定的適應(yīng)性，快速的消除“ghost”現(xiàn)象，同時(shí)使其對(duì)抑制陰影也有一定效果。

則最終的改進(jìn)算法可以迅速的消除“ghost”現(xiàn)象。通常情況下，陰影相對(duì)于背景圖像具有一定的透明度，反映到圖像上陰影較于真正移動(dòng)前景它的灰度值更接近背景，即前后兩幀圖像的差值，陰影部分要小于真正的移動(dòng)物體，適當(dāng)?shù)恼{(diào)整閾值T和Δ，就會(huì)使改進(jìn)后的算法對(duì)陰影具有一定的抑制效果。由于改進(jìn)后的幀差算法對(duì)于擾動(dòng)背景和噪聲已具有較好的效果，相與后的圖像則同樣具有較好效果。

6 前景圖像處理

針對(duì)vibe算法具有孔洞的問題，本文采用圖像處理的相關(guān)方法，查找二值圖像的內(nèi)部輪廓，然后填充。本文的改進(jìn)算法在抑制噪聲方面已經(jīng)具有較好的效果了，本部分仍舊可以加入形態(tài)學(xué)腐蝕和膨脹處理，以期獲得更好的處理效果。

7 實(shí)驗(yàn)效果對(duì)比分析

序列為vibe算法的處理結(jié)果，65幀可以看到部分背景區(qū)域誤檢測(cè)為前景，即出現(xiàn)“ghost”現(xiàn)象，71幀“ghost”現(xiàn)象慢慢消失，到101幀時(shí)誤檢測(cè)的前景基本融入背景中。圖2中圖像序列為本文改進(jìn)算法的處理結(jié)果，可以看到第10幀時(shí)，“ghost”區(qū)域幾乎消失，到12幀時(shí)“ghost”現(xiàn)象完全消失，由此可見本文的算法對(duì)“ghost”現(xiàn)象具有更好的處理效果。

8 結(jié)束語

本文通過參考鄰域像素對(duì)幀差算法進(jìn)行改進(jìn)，使它能夠抑制大量噪聲和適應(yīng)一定的擾動(dòng)背景，同時(shí)利用vibe算法的結(jié)果對(duì)幀差產(chǎn)生的空洞進(jìn)行填充，最后將改進(jìn)后的幀差算法和vibe算法進(jìn)行融合。實(shí)驗(yàn)表明融合后改進(jìn)算法相較于vibe算法對(duì)噪聲有更強(qiáng)的適應(yīng)性，對(duì)陰影也有一定的抑制效果，對(duì)“ghost”現(xiàn)象具有更好處理效果。閾值的選取對(duì)于幀差算法的效果具有很大影響，現(xiàn)在有固定閾值、otsu閾值分割等方法，實(shí)際的效果取決于應(yīng)用場(chǎng)景，可以在這方面做更進(jìn)一步的研究。

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作者單位

貴州大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院 貴州省貴陽市 550025endprint