專利名稱：更新背景圖像的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及圖像處理領(lǐng)域，特別涉及更新背景圖像的方法和裝置。
背景技術(shù)：
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和半導(dǎo)體工藝的飛速發(fā)展，攝像頭等視頻采集和處理技術(shù)正逐漸廣泛的 應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，為人們的工作和生活提供便利。
在這些應(yīng)用領(lǐng)域中，對(duì)視頻的處理一般采用背景差減法來提取我們感興趣的目標(biāo)。這種 方法的原理是首先生成背景圖像，再利用視頻中的圖像與背景圖像相減，就可以得到圖像 中的前景目標(biāo)，從而實(shí)現(xiàn)我們所需的功能。在實(shí)際應(yīng)用中，背景是隨著外界環(huán)境的變化而變 化的，因此背景圖像需要隨時(shí)間的推移而進(jìn)行動(dòng)態(tài)更新，這就涉及到了背景圖像的生成及更 新方法。背景圖像的生成質(zhì)量和速度都影響著實(shí)際應(yīng)用系統(tǒng)的性能。若背景圖像生成的質(zhì)量 過差，則在與當(dāng)前輸入圖像作差減運(yùn)算后，會(huì)在差減圖像上存有大量噪聲，影響對(duì)前景目標(biāo) 的提??；若背景圖像生成速度過慢，則無法達(dá)到應(yīng)用系統(tǒng)實(shí)時(shí)性的要求?，F(xiàn)有技術(shù)中，常見的背景圖像生成及更新方法有灰度均值法、圖像序列差減法等?；?度均值法雖然簡單，但在生成背景圖像時(shí)需要大量的圖像序列，并且受前景干擾較大，在場(chǎng) 景復(fù)雜時(shí)性能較差。圖像序列差減法在應(yīng)用吋要選取合適的閾值，因此在場(chǎng)景變化劇烈時(shí)也 無法滿足實(shí)際應(yīng)用的需要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實(shí)施例提供了更新背景圖像的方法和裝置。所述技術(shù)方案如下 一種更新背景圖像的方法，包括在當(dāng)前幀圖像中選取至少一個(gè)像素，將所述至少一個(gè)
像素中的每一個(gè)像素分別作為當(dāng)前像素，進(jìn)行如下處理
將所述當(dāng)前像素的第一像素值與當(dāng)前背景圖像的相應(yīng)像素的第二像素值相減，得到第一
差值；
判斷所述第一差值的絕對(duì)值是否小于所述當(dāng)前像素的背景閾值的外邊界； 如果所述第一差值的絕對(duì)值小于所述背景閾值的外邊界，將所述第一像素值與所述第二像素值進(jìn)行加權(quán)平均計(jì)算，得到第一候選像素值，并將所述第一像素值與所述第二像素值進(jìn) 行加權(quán)平均計(jì)算的次數(shù)COUNT—A增1;
如果所述第一差值的絕對(duì)值不小于所述背景閾值的外邊界，將所述第一像素值與當(dāng)前前 景圖像的相應(yīng)像素的第三像素值相減，得到第二差值；并判斷所述第二差值的絕對(duì)值是否小 于所述當(dāng)前像素的前景閾值的外邊界；
如果所述第二差值的絕對(duì)值小于所述當(dāng)前像素的前景閾值的外邊界，將所述第一像
素值與所述第三像素值進(jìn)行加權(quán)平均計(jì)算，得到第二候選像素值，并將所述第一像素值
與所述第三像素值進(jìn)行加權(quán)平均計(jì)算的次數(shù)COUNT—B增1;
否則，將所述第一像素值與當(dāng)前吸收?qǐng)D像的相應(yīng)像素的第四像素值進(jìn)行加權(quán)平均計(jì)
算，得到第三候選像素值，并將所述第一像素值與所述第四像素值進(jìn)行加權(quán)平均計(jì)算的
次數(shù)COUNT—C增1;
比較次數(shù)COUNT—A、 COUNT_B和COUNT—C的大小，將次數(shù)最大者對(duì)應(yīng)的候選像素 值作為所述背景圖像的相應(yīng)像素的更新像素值。 一種更新背景圖像的裝置，包括
第一差值模塊，用于在當(dāng)前幀圖像中選取至少一個(gè)像素，將所述至少一個(gè)像素中的每一 個(gè)像素分別作為當(dāng)前像素，將所述當(dāng)前像素的第一像素值與當(dāng)前背景圖像的相應(yīng)像素的第二 像素值相減，得到第一差值；
判斷模塊，用于判斷所述第一差值的絕對(duì)值是否小于所述當(dāng)前像素的背景閾值的外邊界；
第一加權(quán)平均模塊，用于如果所述第一差值的絕對(duì)值小于所述背景閾值的外邊界，將所 述第一像素值與所述第二像素值進(jìn)行加權(quán)平均計(jì)算，得到第一候選像素值，并將所述第一像 素值與所述第二像素值進(jìn)行加權(quán)平均計(jì)算的次數(shù)COUNT—A增1;
第二差值模塊，用于如果所述第一差值的絕對(duì)值不小于所述背景閾值的外邊界，將所述 第一像素值與當(dāng)前前景圖像的相應(yīng)像素的第三像素值相減，得到第二差值；并判斷所述第二 差值的絕對(duì)值是否小于所述當(dāng)前像素的前景閾值的外邊界；如果所述第二差值的絕對(duì)值小于 所述當(dāng)前像素的前景閾值的外邊界，將所述第一像素值與所述第三像素值進(jìn)行加權(quán)平均計(jì)算， 得到第二候選像素值，并將所述第一像素值與所述第三像素值進(jìn)行加權(quán)平均計(jì)算的次數(shù) COUNT一B增1;否則，將所述第一像素值與當(dāng)前吸收?qǐng)D像的相應(yīng)像素的第四像素值進(jìn)行加 權(quán)平均計(jì)算，得到第三候選像素值，并將所述第一像素值與所述第四像素值進(jìn)行加權(quán)平均計(jì) 算的次數(shù)COUNT—C增1;
更新模塊，用于比較次數(shù)COUNT—A、 COUNT一B和COUNT一C的大小，將次數(shù)最大者對(duì)應(yīng)的候選像素值作為所述背景圖像的相應(yīng)像素的更新像素值。 本發(fā)明實(shí)施例提供的技術(shù)方案的有益效果是
通過對(duì)第一像素值與第二像素值進(jìn)行加權(quán)平均計(jì)算、對(duì)第一像素值與第三像素值進(jìn)行加 權(quán)平均計(jì)算，或者對(duì)第一像素值與第四像素值進(jìn)行加權(quán)平均計(jì)算，可以實(shí)現(xiàn)快速進(jìn)行高質(zhì)量 的背景圖像更新。


圖1是本發(fā)明實(shí)施例一提供的更新背景圖像的方法流程圖2是本發(fā)明實(shí)施例一提供的將本發(fā)明應(yīng)用于具有多幀圖像的視頻序列時(shí)的流程圖； 圖3是本發(fā)明實(shí)施例二提供的更新背景圖像的方法流程圖； 圖4是本發(fā)明實(shí)施例三提供的更新背景圖像的裝置框圖。
具體實(shí)施例方式
為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施方式作進(jìn) 一步地詳細(xì)描述。
實(shí)施例一
本發(fā)明實(shí)施例提供了一種更新背景圖像的方法，如圖1所示，包括在當(dāng)前幀圖像中選 取至少一個(gè)像素，將所述至少一個(gè)像素中的每一個(gè)像素分別作為當(dāng)前像素，進(jìn)行如下處理
110:將當(dāng)前像素的第一像素值與當(dāng)前背景圖像的相應(yīng)像素的第二像素值相減，得到第一 差值；
120:判斷第一差值的絕對(duì)值是否小于當(dāng)前像素的背景閾值的外邊界；
130:如果第一差值的絕對(duì)值小于上述背景閾值的外邊界，將第一像素值與第二像素值進(jìn) 行加權(quán)平均計(jì)算，得到第一候選像素值，并將第一像素值與第二像素值進(jìn)行加權(quán)平均計(jì)算的
次數(shù)COUNT—A增1;
如果第一差值的絕對(duì)值不小于上述背景閾值的外邊界，將第一像素值與當(dāng)前前景圖像的
相應(yīng)像素的第三像素值相減，得到第二差值；并判斷第二差值的絕對(duì)值是否小于當(dāng)前像素的 前景閾值的外邊界；
如果第二差值的絕對(duì)值小于當(dāng)前像素的前景閾值的外邊界，將第一像素值與第三像 素值進(jìn)行加權(quán)平均計(jì)算，得到第二候選像素值，并將第一像素值與第三像素值進(jìn)行加權(quán)平均計(jì)算的次數(shù)COUNT一B增1;
否則，將第一像素值與當(dāng)前吸收?qǐng)D像的相應(yīng)像素的第四像素值進(jìn)行加權(quán)平均計(jì)算， 得到第三候選像素值，并將第一像素值與第四像素值進(jìn)行加權(quán)平均計(jì)算的次數(shù) COUNT—C增1;
140:比較次數(shù)COUNT—A、 COUNT—B和COUNT—C的大小，將次數(shù)最大者對(duì)應(yīng)的 候選像素值作為上述背景圖像的相應(yīng)像素的更新像素值。
本發(fā)明實(shí)施例可以應(yīng)用于具有多幀圖像的視頻序列。參見圖2，在該視頻序列初次更新 背景圖像之前，執(zhí)行初始化的步驟，即將該視頻序列最后一幀圖像之前的任一幀圖像設(shè)置為 初始背景圖像，前景圖像和吸收?qǐng)D像設(shè)置為空并初始化背景閾值和前景閾值。接下來將上述 初始背景圖像之后的任一幀圖像作為當(dāng)前幀圖像，執(zhí)行步驟110至140，來更新該視頻序列 當(dāng)前的背景圖像。如果當(dāng)前幀還存在后續(xù)幀，依次將上述當(dāng)前幀圖像之后的每一幀圖像作為 新的當(dāng)前幀圖像執(zhí)行步驟110至140，來更新該視頻序列的背景圖像，以實(shí)現(xiàn)對(duì)背景圖像進(jìn) 行持續(xù)更新。本實(shí)施例也可以在上述初始背景圖像之后的所有幀圖像中抽取若干幀圖像，依 次將該若干幀圖像中的每一幀圖像作為當(dāng)前幀圖像來更新該視頻序列的背景圖像。
本發(fā)明實(shí)施例的方法通過對(duì)第一像素值與第二像素值進(jìn)行加權(quán)平均計(jì)算、對(duì)第一像素值 與第三像素值進(jìn)行加權(quán)平均計(jì)算，或者對(duì)第一像素值與第四像素值進(jìn)行加權(quán)平均計(jì)算，可以 實(shí)現(xiàn)快速進(jìn)行高質(zhì)量的背景圖像更新。
實(shí)施例二
本實(shí)施例在實(shí)施例一的基礎(chǔ)上進(jìn)一步說明本發(fā)明更新背景圖像的方法。參見圖3，本發(fā) 明實(shí)施例的方法包括
301:將當(dāng)前幀圖像之前的任一幀圖像設(shè)置為初始背景圖像，前景圖像和吸收?qǐng)D像設(shè)置為 空并初始化背景閾值和前景閾值。
本發(fā)明實(shí)施例可以應(yīng)用于具有多幀圖像的視頻序列。在該視頻序列初次更新背景圖像之 前，將該視頻序列最后一幀圖像之前的任一幀圖像設(shè)置為初始背景圖像，前景圖像和吸收?qǐng)D 像設(shè)置為空并初始化背景閾值和前景閾值。然后依次將上述初始背景圖像之后的每一幀圖像 作為當(dāng)前幀圖像來更新該視頻序列的背景圖像。本實(shí)施例也可以在上述初始背景圖像之后的 所有幀圖像中抽取若干幀圖像，依次將該若干幀圖像中的每一幀圖像作為當(dāng)前幀圖像來更新 該視頻序列的背景圖像。吸收?qǐng)D像、當(dāng)前幀圖像、背景圖像和前景圖像的像素?cái)?shù)目相同。本 發(fā)明實(shí)施例中，兩幅圖像做相減運(yùn)算，指的是將兩幅圖像中的相應(yīng)像素的像素值分別相減。如果上述圖像有至少兩個(gè)通道，則將兩幅圖像中的相應(yīng)像素在對(duì)應(yīng)通道分別進(jìn)行相減運(yùn)算。 比如當(dāng)前幀圖像與背景圖像為普通彩色圖像，均具有紅綠藍(lán)三個(gè)通道。以紅通道為例，當(dāng)在 紅通道上當(dāng)前幀圖像減去背景圖像時(shí)，將當(dāng)前幀圖像的每一個(gè)像素分別作為當(dāng)前像素，執(zhí)行: 將當(dāng)前像素在紅通道上的像素值減去背景圖像中當(dāng)前像素的相應(yīng)像素在紅通道上的像素值。 其中，當(dāng)前像素在背景圖像中的相應(yīng)像素指當(dāng)前像素在背景圖像中相同位置處的像素。本發(fā) 明實(shí)施例中初始化背景閾值和前景閾值時(shí)，可以將二者的初值均設(shè)為10 (灰度值)。
302:在當(dāng)前幀圖像中選取至少一個(gè)像素，將所述至少一個(gè)像素中的每一個(gè)像素分別作為 當(dāng)前像素，將當(dāng)前像素的第一像素值與當(dāng)前背景圖像的相應(yīng)像素的第二像素值相減，得到第 一差值。
303:判斷第一差值的絕對(duì)值是否小于當(dāng)前像素的背景閾值的外邊界。
本發(fā)明實(shí)施例中，在背景閾值或前景閾值的兩側(cè)設(shè)置內(nèi)外邊界。比如，以當(dāng)前像素的背
景閾值是10為例，與該背景閾值的差值的絕對(duì)值可以是5，即其內(nèi)邊界可以是5，外邊界可 以是15?？梢愿鶕?jù)當(dāng)前幀圖像的動(dòng)態(tài)變化范圍，設(shè)定內(nèi)外邊界的寬窄。動(dòng)態(tài)變化范圍較大時(shí)， 內(nèi)外邊界應(yīng)較寬；動(dòng)態(tài)變化范圍較小時(shí)，內(nèi)外邊界應(yīng)較窄。以當(dāng)前像素的前景閾值是10為例， 動(dòng)態(tài)變化范圍較大時(shí)，內(nèi)外邊界與該背景閾值的差值的絕對(duì)值可以是6，即其內(nèi)邊界可以是4，
外邊界可以是16;動(dòng)態(tài)變化范圍較小時(shí)，內(nèi)外邊界與該背景閾值的差值的絕對(duì)值可以是4，
即其內(nèi)邊界可以是6，外邊界可以是14。在同一時(shí)刻，不同像素的背景閾值可以不同，不同
像素的前景閾值也可以不同。
304:如果第一差值的絕對(duì)值小于當(dāng)前像素的背景閾值的外邊界，將第一像素值與第二像
素值進(jìn)行加權(quán)平均計(jì)算，得到第一候選像素值，并將第一像素值與第二像素值進(jìn)行加權(quán)平均
計(jì)算的次數(shù)COUNT—A增1 。否則執(zhí)行步驟306。
若第一差值的絕對(duì)值落入背景閾值和其外邊界之間，雖然第一差值的絕對(duì)值大于背景閾 值，但由于小于背景閾值的外邊界，仍對(duì)第一像素值與第二像素值進(jìn)行加權(quán)平均計(jì)算，計(jì)算 式為
第一候選像素值-第一像素值+第二像素值xCo"^-^ 。
Co爐—J +1
本實(shí)施例中COUNT_A可以有兩種增1的方式。如果設(shè)置在首次更新背景圖像時(shí)， COUNT—A為1，那么可以在將第一像素值與第二像素值進(jìn)行加權(quán)平均計(jì)算后，將COUNT—A 增l;如果設(shè)置在首次更新背景圖像時(shí)，COUNT—A為0，那么可以在判斷出第一差值的絕對(duì) 值小于背景閾值的外邊界后，將第一像素值與第二像素值進(jìn)行加權(quán)平均計(jì)算之前，將 COUNT—A增1 。
9305:更新當(dāng)前像素的背景闞值。
如果第一差值的絕對(duì)值小于當(dāng)前像素的背景閾值的外邊界且大于當(dāng)前像素的背景閾值，認(rèn)為當(dāng)前像素的背景閾值偏小，將當(dāng)前像素的背景閾值增大一個(gè)步長；
如果第一差值的絕對(duì)值小于當(dāng)前像素的背景閾值的內(nèi)邊界，認(rèn)為當(dāng)前像素的背景閾值偏大，將當(dāng)前像素的背景閾值減小一個(gè)步長；
如果第一差值的絕對(duì)值等于當(dāng)前像素的背景閾值，不作更新。
本實(shí)施例中背景閾值更新時(shí)的步長可以為1。
306:如果第一差值的絕對(duì)值不小于背景閾值的外邊界，將第一像素值與當(dāng)前前景圖像的相應(yīng)像素的第三像素值相減，得到第二差值。
307:判斷第二差值的絕對(duì)值是否小于當(dāng)前像素的前景閾值的外邊界。
308:如果第二差值的絕對(duì)值小于當(dāng)前像素的前景閾值的外邊界，將第一像素值與第三像
素值進(jìn)行加權(quán)平均計(jì)算，得到第二候選像素值，并將第一像素值與第三像素值進(jìn)行加權(quán)平均
計(jì)算的次數(shù)COUNT一B增1。否則，執(zhí)行步驟310。
將第一像素值與第三像素值進(jìn)行加權(quán)平均計(jì)算的計(jì)算式為
第二候選像素值=，一臓+歸象飾c麵,一丑。
Cow"/—5 + 1
本實(shí)施例中COUNT一B可以有兩種增1的方式。如果設(shè)置在首次更新背景圖像時(shí)，COUNT一B為1，那么可以在將第一像素值與第三像素值進(jìn)行加權(quán)平均計(jì)算后，將COUNT—B增l;如果設(shè)置在首次更新背景圖像時(shí)，COUNT一B為0，那么可以在判斷出第二差值的絕對(duì)值小于當(dāng)前像素的前景閾值的外邊界后，將第一像素值與第三像素值進(jìn)行加權(quán)平均計(jì)算之前，將COUNT_B增1 。
309:更新當(dāng)前像素的前景閾值。
如果第二差值的絕對(duì)值小于當(dāng)前像素的前景閾值的外邊界且大于當(dāng)前像素的前景閾值，將當(dāng)前像素的前景閾值增大一個(gè)步長；
如果第二差值的絕對(duì)值小于當(dāng)前像素的前景閾值的內(nèi)邊界，將當(dāng)前像素的前景閾值減小一個(gè)步長；
如果第二差值的絕對(duì)值等于當(dāng)前像素的前景閾值，不作更新。本實(shí)施例中前景閾值更新時(shí)的步長可以為1。
310:將第一像素值與當(dāng)前吸收?qǐng)D像的相應(yīng)像素的第四像素值進(jìn)行加權(quán)平均計(jì)算，得到第
三候選像素值，并將第一像素值與第四像素值進(jìn)行加權(quán)平均計(jì)算的次數(shù)COUNT—C增1 。將第一像素值與當(dāng)前吸收?qǐng)D像的相應(yīng)像素的第四像素值進(jìn)行加權(quán)平均計(jì)算的計(jì)算式為
10第三候選像素值=，—繊+畫飾c畫lc 。
Co滅—C +1
本實(shí)施例中COUNT_C可以有兩種增1的方式。如果設(shè)置在首次更新背景圖像時(shí)，COUNT—C為1，那么可以在將第一像素值與第四像素值進(jìn)行加權(quán)平均計(jì)算后，將COUNT—C增1:如果設(shè)置在首次更新背景圖像時(shí)，COUNTj:為0，那么可以在判斷出第二差值的絕對(duì)值不小于當(dāng)前像素的前景閾值的外邊界后，將第一像素值與第四像素值進(jìn)行加權(quán)平均計(jì)算之前，將COUNT—C增1。
311:比較次數(shù)COUNT—A、 COUNT—B和COUNT一C的大小，將次數(shù)最大者對(duì)應(yīng)的候選像素值作為背景圖像的相應(yīng)像素的更新像素值。
本發(fā)明實(shí)施例中當(dāng)處理完當(dāng)前幀的當(dāng)前像素時(shí)，判斷當(dāng)前幀是否存在下一像素，如果存在下一像素，繼續(xù)對(duì)下一像素執(zhí)行步驟303至311，更新背景圖像的相應(yīng)像素的像素值。
進(jìn)一步地，步驟311在將次數(shù)最大者對(duì)應(yīng)的候選像素值作為背景圖像的相應(yīng)像素的更新像素值之后還包括-
將次數(shù)第二大者對(duì)應(yīng)的候選像素值作為上述前景圖像的相應(yīng)像素的更新像素值；
次數(shù)最小者如果是COUNT—C，則將COUNT—C對(duì)應(yīng)的第三候選像素值作為上述吸收?qǐng)D像的相應(yīng)像素的更新像素值；否則將次數(shù)最小者對(duì)應(yīng)的候選像素值置零作為上述吸收?qǐng)D像的相應(yīng)像素的更新像素值。
本發(fā)明實(shí)施例中當(dāng)處理完當(dāng)前幀的所有像素的背景圖像的更新時(shí)，繼續(xù)對(duì)下一幀圖像進(jìn)行處理，以實(shí)現(xiàn)對(duì)背景圖像進(jìn)行持續(xù)更新。
本發(fā)明實(shí)施例通過設(shè)置背景閾值及其內(nèi)外邊界、前景閾值及其內(nèi)外邊界，對(duì)第一像素值與第二像素值進(jìn)行加權(quán)平均計(jì)算、對(duì)第一像素值與第三像素值進(jìn)行加權(quán)平均計(jì)算，或者對(duì)第一像素值與第四像素值進(jìn)行加權(quán)平均計(jì)算，可以快速高質(zhì)量地對(duì)背景圖像進(jìn)行逐像素逐幀的更新。
實(shí)施例三
本發(fā)明實(shí)施例提供了一種更新背景圖像的裝置，如圖4所示，包括
初始化模塊401，用于在當(dāng)前幀圖像中選取至少一個(gè)像素之前，將當(dāng)前幀圖像或所述當(dāng)
前幀圖像之前的任一幀圖像設(shè)置為初始背景圖像，前景圖像和吸收?qǐng)D像設(shè)置為空并初始化背
景閾值和前景閾值。
本發(fā)明實(shí)施例可以應(yīng)用于具有多幀圖像的視頻序列。在該視頻序列初次更新背景圖像之前，將該視頻序列最后一幀圖像之前的任一幀圖像設(shè)置為初始背景圖像，前景圖像和吸收?qǐng)D像設(shè)置為空并初始化背景閾值和前景閾值。然后依次將上述初始背景圖像之后的每一幀圖像作為當(dāng)前幀圖像來更新該視頻序列的背景圖像。本實(shí)施例也可以在上述初始背景圖像之后的所有幀圖像中抽取若干幀圖像，依次將該若干幀圖像中的每一幀圖像作為當(dāng)前幀圖像來更新該視頻序列的背景圖像。吸收?qǐng)D像、當(dāng)前幀圖像、背景圖像和前景圖像的像素?cái)?shù)目相同。本發(fā)明實(shí)施例中，兩幅圖像做相減運(yùn)算，指的是將兩幅圖像中的相應(yīng)像素的像素值分別相減。如果上述圖像有至少兩個(gè)通道，則將兩幅圖像中的相應(yīng)像素在對(duì)應(yīng)通道分別進(jìn)行相減運(yùn)算。比如當(dāng)前幀圖像與背景圖像為普通彩色圖像，均具有紅綠藍(lán)三個(gè)通道。以紅通道為例，當(dāng)在紅通道上當(dāng)前幀圖像減去背景圖像時(shí)，將當(dāng)前幀圖像的每一個(gè)像素分別作為當(dāng)前像素，執(zhí)行將當(dāng)前像素在紅通道上的像素值減去背景圖像中當(dāng)前像素的相應(yīng)像素在紅通道上的像素值。其中，當(dāng)前像素在背景圖像中的相應(yīng)像素指當(dāng)前像素在背景圖像中相同位置處的像素。本發(fā)明實(shí)施例中初始化背景閾值和前景閾值時(shí)，可以將二者的初值均設(shè)為10 (灰度值)。
第一差值模塊402，用于在當(dāng)前幀圖像中選取至少一個(gè)像素，將所述至少一個(gè)像素中的每一個(gè)像素分別作為當(dāng)前像素，將當(dāng)前像素的第一像素值與當(dāng)前背景圖像的相應(yīng)像素的第二像素值相減，得到第一差值。
判斷模塊403，用于判斷第一差值的絕對(duì)值是否小于當(dāng)前像素的背景閾值的外邊界。
本發(fā)明實(shí)施例中，在背景閾值或前景閾值的兩側(cè)設(shè)置內(nèi)外邊界。比如，以當(dāng)前像素的背景閾值是10為例，與該背景閾值的差值的絕對(duì)值可以是5，即其內(nèi)邊界可以是5，外邊界可以是15?？梢愿鶕?jù)當(dāng)前幀圖像的動(dòng)態(tài)變化范圍，設(shè)定內(nèi)外邊界的寬窄。動(dòng)態(tài)變化范圍較大時(shí)，內(nèi)外邊界應(yīng)較寬；動(dòng)態(tài)變化范圍較小時(shí)，內(nèi)外邊界應(yīng)較窄。以當(dāng)前像素的前景閾值是10為例，動(dòng)態(tài)變化范圍較大時(shí)，內(nèi)外邊界與該背景閾值的差值的絕對(duì)值可以是6，即其內(nèi)邊界可以是4，外邊界可以是16;動(dòng)態(tài)變化范圍較小時(shí)，內(nèi)外邊界與該背景閾值的差值的絕對(duì)值可以是4，即其內(nèi)邊界可以是6，外邊界可以是14。在同一時(shí)刻，不同像素的背景閾值可以不同，不同像素的前景閾值也可以不同。
第一加權(quán)平均模塊404，用于如果第一差值的絕對(duì)值小于上述背景閾值的外邊界，將第一像素值與第二像素值進(jìn)行加權(quán)平均計(jì)算，得到第一候選像素值，并將第一像素值與第二像素值進(jìn)行加權(quán)平均計(jì)算的次數(shù)COUNT—A增1。
將第一像素值與第二像素值進(jìn)行加權(quán)平均計(jì)算的計(jì)算式為-
絡(luò)紀(jì)、4t條吝估第一像素值+第二像素值xCo"", ^第一候選像素值=-;;;--^ °
第二差值模塊405，用于如果第一差值的絕對(duì)值不小于上述背景闞值的外邊界，將第一像素值與當(dāng)前前景圖像的相應(yīng)像素的第三像素值相減，得到第二差值；并判斷第二差值的絕對(duì)值是否小于當(dāng)前像素的前景閾值的外邊界；如果第二差值的絕對(duì)值小于當(dāng)前像素的前景閾
值的外邊界，將第一像素值與第三像素值進(jìn)行加權(quán)平均計(jì)算，得到第二候選像素值，并將第
一像素值與第三像素值進(jìn)行加權(quán)平均計(jì)算的次數(shù)COUNT_B增1;否則，將第一像素值與當(dāng)
前吸收?qǐng)D像的相應(yīng)像素的第四像素值進(jìn)行加權(quán)平均計(jì)算，得到第三候選像素值，并將第一像
素值與第四像素值進(jìn)行加權(quán)平均計(jì)算的次數(shù)COUNT—C增1;其中，當(dāng)前吸收?qǐng)D像指當(dāng)前幀
圖像減去背景圖像和前景圖像后得到的圖像。
將第一像素值與第三像素值進(jìn)行加權(quán)平均計(jì)算的計(jì)算式為第一像素值+第三像素值xC做"f 5
第二候選像素值:
Cow", _6 +1
將第一像素值與當(dāng)前吸收?qǐng)D像的相應(yīng)像素的第四像素值進(jìn)行加權(quán)平均計(jì)算的計(jì)算式為
第二候選像素值=第一像素值+第四像素值x Co"擬—C
Cow" — C +1
更新模塊406，用于比較次數(shù)COUNT—A、 COUNT_B和COUNT_C的大小，將次數(shù)最大者對(duì)應(yīng)的候選像素值作為背景圖像的相應(yīng)像素的更新像素值。
進(jìn)一步地，更新模塊306還用于，將次數(shù)最大者對(duì)應(yīng)的候選像素值作為背景圖像的相應(yīng)像素的更新像素值之后，將次數(shù)第二大者對(duì)應(yīng)的候選像素值作為上述前景圖像的相應(yīng)像素的更新像素值；次數(shù)最小者如果是COUNT—C，則將COUNT一C對(duì)應(yīng)的第三候選像素值作為上述吸收?qǐng)D像的相應(yīng)像素的更新像素值；否則將次數(shù)最小者對(duì)應(yīng)的候選像素值置零作為上述吸收?qǐng)D像的相應(yīng)像素的更新像素值。
本發(fā)明實(shí)施例的裝置當(dāng)處理完當(dāng)前幀的所有像素的背景圖像的更新時(shí)，繼續(xù)對(duì)下一幀圖像進(jìn)行處理，以實(shí)現(xiàn)對(duì)背景圖像進(jìn)行持續(xù)更新。
本發(fā)明實(shí)施例通過設(shè)置背景閾值及其內(nèi)外邊界、前景閾值及其內(nèi)外邊界，對(duì)第一像素值與第二像素值進(jìn)行加權(quán)平均計(jì)算、對(duì)第一像素值與第三像素值進(jìn)行加權(quán)平均計(jì)算，或者對(duì)第一像素值與第四像素值進(jìn)行加權(quán)平均計(jì)算，可以快速高質(zhì)量地對(duì)背景圖像進(jìn)行逐像素逐幀的更新。
本發(fā)明實(shí)施例可以利用軟件實(shí)現(xiàn)，相應(yīng)的軟件程序可以存儲(chǔ)在可讀取的存儲(chǔ)介質(zhì)中，例如，計(jì)算機(jī)的硬盤、緩存或光盤中。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1. 一種更新背景圖像的方法，其特征在于，包括在當(dāng)前幀圖像中選取至少一個(gè)像素，將所述至少一個(gè)像素中的每一個(gè)像素分別作為當(dāng)前像素，進(jìn)行如下處理將所述當(dāng)前像素的第一像素值與當(dāng)前背景圖像的相應(yīng)像素的第二像素值相減，得到第一差值；判斷所述第一差值的絕對(duì)值是否小于所述當(dāng)前像素的背景閾值的外邊界；如果所述第一差值的絕對(duì)值小于所述背景閾值的外邊界，將所述第一像素值與所述第二像素值進(jìn)行加權(quán)平均計(jì)算，得到第一候選像素值，并將所述第一像素值與所述第二像素值進(jìn)行加權(quán)平均計(jì)算的次數(shù)COUNT_A增1；如果所述第一差值的絕對(duì)值不小于所述背景閾值的外邊界，將所述第一像素值與當(dāng)前前景圖像的相應(yīng)像素的第三像素值相減，得到第二差值；并判斷所述第二差值的絕對(duì)值是否小于所述當(dāng)前像素的前景閾值的外邊界；如果所述第二差值的絕對(duì)值小于所述當(dāng)前像素的前景閾值的外邊界，將所述第一像素值與所述第三像素值進(jìn)行加權(quán)平均計(jì)算，得到第二候選像素值，并將所述第一像素值與所述第三像素值進(jìn)行加權(quán)平均計(jì)算的次數(shù)COUNT_B增1；否則，將所述第一像素值與當(dāng)前吸收?qǐng)D像的相應(yīng)像素的第四像素值進(jìn)行加權(quán)平均計(jì)算，得到第三候選像素值，并將所述第一像素值與所述第四像素值進(jìn)行加權(quán)平均計(jì)算的次數(shù)COUNT_C增1；比較次數(shù)COUNT_A、COUNT_B和COUNT_C的大小，將次數(shù)最大者對(duì)應(yīng)的候選像素值作為所述背景圖像的相應(yīng)像素的更新像素值。
2.如權(quán)利要求1所述的更新背景圖像的方法，其特征在于，所述將所述第一像素值與所述第二像素值進(jìn)行加權(quán)平均計(jì)算的計(jì)算式為第一像素值+第二像素值xCowW ^第一候選像素值:
3.如權(quán)利要求1所述的更新背景圖像的方法，其特征在于，所述將所述第一像素值與所述第三像素值進(jìn)行加權(quán)平均計(jì)算的計(jì)算式為第一像素值+第三像素值xOw"r 5第二候選像素值:
4.如權(quán)利要求1所述的更新背景圖像的方法，其特征在于，所述將所述第一像素值與當(dāng)前吸收?qǐng)D像的相應(yīng)像素的第四像素值進(jìn)行加權(quán)平均計(jì)算的計(jì)算式為第一像素值+第四像素值xCo"W C第三候選像素值=-<formula>formula see original document page 3</formula>
5. 如權(quán)利要求1所述的更新背景圖像的方法，其特征在于，所述在當(dāng)前幀圖像中選取至少一個(gè)像素之前還包括將所述當(dāng)前幀圖像之前的任一幀圖像設(shè)置為初始背景圖像，前景圖像和吸收?qǐng)D像設(shè)置為 空并初始化背景閾值和前景閾值。
6. 如權(quán)利要求1所述的更新背景圖像的方法，其特征在于，所述將次數(shù)最大者對(duì)應(yīng)的候 選像素值作為所述背景圖像的相應(yīng)像素的更新像素值之后，還包括將次數(shù)第二大者對(duì)應(yīng)的候選像素值作為所述前景圖像的相應(yīng)像素的更新像素值； 次數(shù)最小者如果是COUNT—C，則將COUNT—C對(duì)應(yīng)的第三候選像素值作為所述吸收?qǐng)D像的相應(yīng)像素的更新像素值；否則將所述次數(shù)最小者對(duì)應(yīng)的候選像素值置零作為所述吸收?qǐng)D像的相應(yīng)像素的更新像素值。
7. 如權(quán)利要求1所述的更新背景圖像的方法，其特征在于，所述得到第一候選像素值之 后還包括更新所述背景閾值。
8. 如權(quán)利要求1所述的更新背景圖像的方法，其特征在于，所述得到第二候選像素值之后還包括更新所述前景閾值。
9. 如權(quán)利要求7所述的更新背景圖像的方法，其特征在于，所述更新所述背景閾值包括 如果所述第一差值的絕對(duì)值小于所述背景閾值的外邊界且大于所述背景閾值，將所述背景閾值增大一個(gè)步長；如果所述第一差值的絕對(duì)值小于所述背景閾值的內(nèi)邊界，將所述背景閾值減小一個(gè)步長； 如果所述第一差值的絕對(duì)值等于所述背景閾值，不作更新。
10. 如權(quán)利要求8所述的更新背景圖像的方法，其特征在于，所述更新所述前景閾值包括如果所述第二差值的絕對(duì)值小于所述前景閾值的外邊界且大于所述前景閾值，將所述前 景閾值增大一個(gè)步長；如果所述第二差值的絕對(duì)值小于所述前景閾值的內(nèi)邊界，將所述前景閾值減小一個(gè)步長； 如果所述第二差值的絕對(duì)值等于所述前景閾值，不作更新。
11. 一種更新背景圖像的裝置，其特征在于，包括第一差值模塊，用于在當(dāng)前幀圖像中選取至少一個(gè)像素，將所述至少一個(gè)像素中的每一 個(gè)像素分別作為當(dāng)前像素，將所述當(dāng)前像素的第一像素值與當(dāng)前背景圖像的相應(yīng)像素的第二 像素值相減，得到第一差值；判斷模塊，用于判斷所述第一差值的絕對(duì)值是否小于所述當(dāng)前像素的背景閾值的外邊界；第一加權(quán)平均模塊，用于如果所述第一差值的絕對(duì)值小于所述背景閾值的外邊界，將所 述第一像素值與所述第二像素值進(jìn)行加權(quán)平均計(jì)算，得到第一候選像素值，并將所述第一像 素值與所述第二像素值進(jìn)行加權(quán)平均計(jì)算的次數(shù)COUNT_A增1;第二差值模塊，用于如果所述第一差值的絕對(duì)值不小于所述背景閾值的外邊界，將所述 第一像素值與當(dāng)前前景圖像的相應(yīng)像素的第三像素值相減，得到第二差值；并判斷所述第二 差值的絕對(duì)值是否小于所述當(dāng)前像素的前景閾值的外邊界；如果所述第二差值的絕對(duì)值小于 所述當(dāng)前像素的前景閾值的外邊界，將所述第一像素值與所述第三像素值進(jìn)行加權(quán)平均計(jì)算， 得到第二候選像素值，并將所述第一像素值與所述第三像素值進(jìn)行加權(quán)平均計(jì)算的次數(shù) COUNT一B增1;否則，將所述第一像素值與當(dāng)前吸收?qǐng)D像的相應(yīng)像素的第四像素值進(jìn)行加 權(quán)平均計(jì)算，得到第三候選像素值，并將所述第一像素值與所述第四像素值進(jìn)行加權(quán)平均計(jì) 算的次數(shù)COUNT—C增1;更新模塊，用于比較次數(shù)COUNT—A、 COUNT_B和COUNT—C的大小，將次數(shù)最大者 對(duì)應(yīng)的候選像素值作為所述背景圖像的相應(yīng)像素的更新像素值。
12. 如權(quán)利要求11所述的更新背景圖像的裝置，其特征在于，還包括 初始化模塊，用于在當(dāng)前幀圖像中選取至少一個(gè)像素之前，將當(dāng)前幀圖像或所述當(dāng)前幀圖像之前的任一幀圖像設(shè)置為初始背景圖像，前景圖像和吸收?qǐng)D像設(shè)置為空并初始化背景閾 值和前景閾值。
全文摘要
本發(fā)明公開了更新背景圖像的方法和裝置，屬于圖像處理領(lǐng)域。該方法包括在當(dāng)前幀中選至少一個(gè)像素，將其中每個(gè)像素分別作為當(dāng)前像素，進(jìn)行計(jì)算第一差值并判斷其絕對(duì)值是否小于背景閾值的外邊界；如果小于，計(jì)算第一候選像素值，并將次數(shù)COUNT_A增1；如果不小于，將第一像素值與第三像素值相減，得到第二差值；判斷第二差值絕對(duì)值是否小于前景閾值的外邊界；如果小于，計(jì)算第二候選像素值，并將COUNT_B增1；否則計(jì)算第三候選像素值，并將COUNT_C增1；比較COUNT_A、COUNT_B和COUNT_C的大小，將次數(shù)最大者對(duì)應(yīng)的候選像素值作為背景圖像的相應(yīng)像素的更新像素值。該裝置包括第一差值模塊、判斷模塊、第一加權(quán)平均模塊、第二差值模塊和更新模塊。本發(fā)明可以快速高質(zhì)地更新背景圖像。
文檔編號(hào)G06T5/50GK101533511SQ200910082339
公開日2009年9月16日 申請(qǐng)日期2009年4月14日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月14日
發(fā)明者芒 丁, 姚丹亞, 煦 張, 蘇岳龍 申請(qǐng)人:清華大學(xué)