基于背景更新的目标检测与消影响研究与应用

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近年来,频繁出现危害公共安全的事件,智能视频监控作为公共安防领域中核心的技术之一,已成为人们密切关注的焦点。但是,目前的许多学者都是在理想的条件下进行的,并没有考虑到算法的时间复杂性,因此,在实际环境中,存在着许多的问题,外界环境的干扰会导致了检测的准确性下降,如光照强度的变化,树叶的抖动,镜头的晃动等,另外,许多算法的时间复杂度很高,很难应用于高清视频监控领域内的实时监控。因此,一种适用于复杂环境中的运动检测算法是目前研究的主要内容之一。   运动目标检测技术是进行运动对象的跟踪、识别和分类等分析处理的基本前提,是图像序列分析的基础性工作,因此,运动对象的检测与去影技术是视频处理技术的最必要的步骤。现在运动目标检测主要在两种场景下实验,一种是摄像头运动的场景;另外一种是摄像头固定的场景,本文主要针对在背景固定的现实场景下的运动目标检测与去影,所做的主要工作如下:   第一,简要的介绍了目前三种常用的运动目标检测方法。首先对三种常用的检测算法的原理做了初步的介绍,并在现实场景中进行了实验,从实验结果中分析了每种算法的优缺点,为下面提出的算法奠定了理论基础。   第二,提出了一种利用背景差分法与多帧差法相结合的运动目标检测算法。该算法在分析背景差分与帧间差分的优缺点后,利用中值法建立背景模型,然后采用背景差分与多帧差结合的方法进行背景模型的更新,背景完成后与当前图像作差值,根据形态学操作获取运动目标的大小与位置,并与帧间差分法进行了实验比较,验证了该算法具有鲁棒性,适用于实时监控中。   第三,实现了一种利用邻域像素来构建背景模型的检测方法,该方法在判断是背景像素时,需要将利用该像素更新背景模型,但对于光照强度的变化、车子停下离开等外界条件的干扰,在更新背景时会产生鬼影,本文提出了一种根据不同区域内,不同的随机概率的更新,从而能够将鬼影快速的消除,并且使运动目标不至于产生较大的空洞,并与帧间差分法就行了实验比较,证实了方法的有效性。   第四,介绍了常用的阴影检测与去除方法,提出了一种结合RGB颜色特征和纹理特征的运动阴影检测方法。首先,利用背景差和多帧差结合的方法,获得包含运动阴影的前景分割,在此基础上利用阴影区域中RGB特征的相似性(其RGB向量夹角较小)与局部二值纹理模式相结合,进行阴影检测与消除。   第五,将运动目标的去影算法应用到实时智能监控系统中,首先分析了该系统的功能与框架,实现了去影算法在智能监控系统的应用,在复杂环境中检测算法的鲁棒性,,并最终将完善了系统的功能,向外推广,拓宽了智能视频监控领域。
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