專利名稱：背景更新方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及視頻監(jiān)控技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及應(yīng)用在視頻監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)檢 測(cè)過程中的背景更新方法和裝置。
背景技術(shù)：
目前，視頻監(jiān)控系統(tǒng)得到了廣泛應(yīng)用。智能視頻監(jiān)控和檢索針對(duì)對(duì)象多 是靜止攝像頭拍攝的視頻，分析對(duì)象主要是視頻中與背景有區(qū)別的運(yùn)動(dòng)物 體。因此，運(yùn)動(dòng)物體的檢測(cè)與跟蹤方法是智能視頻監(jiān)控與檢索系統(tǒng)中最基本 和核心的技術(shù)。
在運(yùn)動(dòng)檢測(cè)中，首先要檢測(cè)出圖像中的運(yùn)動(dòng)點(diǎn)。目前，通常采用第一幀 圖像作為背景幀，此后輸入的每幀圖像與該背景幀相減來(lái)得到運(yùn)動(dòng)點(diǎn)。這種
方法的缺點(diǎn)是第一幀圖像中通常存在運(yùn)動(dòng)物體，這就會(huì)影響后續(xù)運(yùn)動(dòng)檢測(cè) 的精度。例如若第一幀圖像中存在運(yùn)動(dòng)物體x，其所在區(qū)域?yàn)锳x,在第 二幀圖像中運(yùn)動(dòng)物體x移動(dòng)到了區(qū)域Bx,設(shè)Ax與Bx不重合，將第二幀圖 像與背景幀相減后，第二幀圖像中的區(qū)域Ax會(huì)被認(rèn)為是前景區(qū)域，而實(shí)際 上Ax為背景區(qū)域，這就產(chǎn)生了檢測(cè)錯(cuò)誤。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供背景更新方法和裝置，以提高背景圖像的可靠性。
本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的
一種背景更新方法，包括
接收視頻序列圖像，對(duì)于該幀圖像中的每個(gè)像素點(diǎn)，計(jì)算該像素點(diǎn)的像素 值與當(dāng)前背景幀中該像素點(diǎn)的像素值的差值，并計(jì)算該像素點(diǎn)的像素值概率密 度；根據(jù)所述差值和概率密度更新當(dāng)前背景幀。
所述計(jì)算該像素點(diǎn)的像素值概率密度為 卞T異k、" N臺(tái)^^^
其中，j為當(dāng)前像素點(diǎn)在當(dāng)前幀視頻序列圖像中的序號(hào)，k為當(dāng)前接收 圖像在整個(gè)視頻序列中的幀序號(hào)，Pk(j)為第k幀視頻序列圖像中第j個(gè)像素 點(diǎn)的像素值的概率密度，Ik(j)為第k幀視頻序列圖像中第j個(gè)像素點(diǎn)的像素 值，Ik-i(j)為第k-i幀視頻序列圖像中第j個(gè)像素點(diǎn)的像素值，N為預(yù)設(shè)正整數(shù)。
所述更新當(dāng)前背景幀包括
判斷所述差值大于預(yù)設(shè)第一閾值和所述概率密度小于預(yù)設(shè)第二闊值是否同 時(shí)成立，若是，不更新當(dāng)前背景幀中該像素點(diǎn)的像素值，否則，根據(jù)視頻序列 圖像中的該像素點(diǎn)和當(dāng)前背景幀中的該像素點(diǎn)的像素值更新當(dāng)前背景幀中的該 像素點(diǎn)的像素值
所述更新當(dāng)前背景幀中的該像素點(diǎn)的像素值為
計(jì)算a (y)=(1 - ")5"(力+c/)
其中，j為當(dāng)前像素點(diǎn)在當(dāng)前幀視頻序列圖像中的序號(hào)，k為當(dāng)前接收?qǐng)D像 在整個(gè)視頻序列中的幀序號(hào)，B^(j)為當(dāng)前背景幀中第j個(gè)像素點(diǎn)的像素值，Bk(j) 為更新后的背景幀中第j個(gè)像素點(diǎn)的像素值，Ik(j)為第k幀視頻序列圖像中 第j個(gè)像素點(diǎn)的像素值，a為預(yù)設(shè)常數(shù)。
所述背景幀包括短期背景幀和長(zhǎng)期背景幀，
所述計(jì)算該像素點(diǎn)的像素值與當(dāng)前背景幀中該像素點(diǎn)的像素值的差值
為
計(jì)算該像素點(diǎn)的像素值與當(dāng)前短期背景幀中該像素點(diǎn)的像素值的第一 差值，計(jì)算該像素點(diǎn)的像素值與當(dāng)前長(zhǎng)期背景幀中該像素點(diǎn)的像素值的第二 差值；根據(jù)所述差值和概率密度更新當(dāng)前背景幀為根據(jù)所述第一差值、第二差 值和概率密度更新當(dāng)前背景幀。 所述更新當(dāng)前背景幀包括
判斷所述第一差值大于預(yù)設(shè)第一閾值、所述第二差值大于預(yù)設(shè)第三閾值和 所述概率密度小于預(yù)設(shè)第二閾值是否同時(shí)成立，若是，不更新當(dāng)前短期和長(zhǎng)期 背景幀中該像素點(diǎn)的像素值，否則，根據(jù)視頻序列圖像中的該像素點(diǎn)和當(dāng)前短 期背景幀中的該像素點(diǎn)的像素值更新當(dāng)前短期背景幀中的該像素點(diǎn)的像素值， 根據(jù)視頻序列圖像中的該像素點(diǎn)和當(dāng)前長(zhǎng)期背景幀中的該像素點(diǎn)的像素值更新 當(dāng)前長(zhǎng)期背景幀中的該像素點(diǎn)的像素值。
所述更新當(dāng)前短期背景幀中的該像素點(diǎn)的像素值為
計(jì)算(力=(1 - a,(刀+"A (力；
所述更新當(dāng)前長(zhǎng)期背景幀中的該像素點(diǎn)的像素值為 計(jì)算WC/) = (1 -a,)5V')C/)+aA(/);
其中，j為當(dāng)前像素點(diǎn)在當(dāng)前幀視頻序列圖像中的序號(hào)，k為當(dāng)前接收?qǐng)D像 在整個(gè)視頻序列中的幀序號(hào)，Bs(k.D(j)為當(dāng)前短期背景幀中第j個(gè)像素點(diǎn)的像 素值，Bsk(j)為更新后的短期背景幀中第j個(gè)像素點(diǎn)的像素值，Ik(j)為第k幀 視頻序列圖像中第j個(gè)像素點(diǎn)的像素值，Blk-i(j)為當(dāng)前長(zhǎng)期背景幀中第j個(gè) 像素點(diǎn)的像素值，Blk(j)為更新后的長(zhǎng)期背景幀中第j個(gè)像素點(diǎn)的像素值，& 、 a,為預(yù)設(shè)常數(shù)，且^> ,。
預(yù)先設(shè)置一個(gè)背景更新持續(xù)幀長(zhǎng)，
所述根據(jù)所述差值和概率密度更新當(dāng)前背景幀之后進(jìn)一步包括發(fā)現(xiàn)當(dāng) 前視頻序列圖像幀的背景更新完成，判斷當(dāng)前視頻序列圖像的幀序號(hào)加1所 得值是否小于所述背景更新持續(xù)幀長(zhǎng)，若是，停止更新背景幀；否則，繼續(xù) 更新背景幀。
一種背景更新裝置，包括
差值計(jì)算模塊，對(duì)每幀視頻序列圖像中的每個(gè)像素點(diǎn)，計(jì)算該像素點(diǎn)的像
8素值與當(dāng)前背景幀中該像素點(diǎn)的像素值的差值，將該差值發(fā)送給背景更新模塊; 概率密度計(jì)算模塊，對(duì)每幀視頻序列圖像中的每個(gè)像素點(diǎn)，計(jì)算該像素點(diǎn)
的像素值概率密度，將該概率密度發(fā)送給背景更新模塊；
背景更新模塊，根據(jù)接收到的差值和概率密度更新當(dāng)前背景幀。 所述差值計(jì)算模塊包括短期差值計(jì)算模塊和長(zhǎng)期差值計(jì)算模塊，其中 短期差值計(jì)算模塊，對(duì)每幀視頻序列圖像中的每個(gè)像素點(diǎn)，計(jì)算該像素
點(diǎn)的像素值與當(dāng)前短期背景幀中該像素點(diǎn)的像素值的第一差值，將該第一差
值發(fā)送給背景更新模塊；
長(zhǎng)期差值更新模塊，對(duì)每幀視頻序列圖像中的每個(gè)像素點(diǎn)，計(jì)算該像素
點(diǎn)的像素值與當(dāng)前長(zhǎng)期背景幀中該像素點(diǎn)的像素值的第二差值，將該第二差
值發(fā)送給背景更新模塊。
背景更新模塊包括背景更新判決模塊、短期背景更新模塊和長(zhǎng)期背景
更新模塊，其中
背景更新判決模塊，根據(jù)短期差值計(jì)算模塊發(fā)來(lái)的第一差值、長(zhǎng)期差值 更新模塊發(fā)來(lái)的第二差值和概率密度計(jì)算模塊發(fā)來(lái)的概率密度，確定是否需 要進(jìn)行背景更新，若需要，分別向短期背景更新模塊和長(zhǎng)期背景更新模塊發(fā) 送更新指示；
短期背景更新模塊，接收更新指示，根據(jù)當(dāng)前幀視頻序列圖像更新當(dāng)前 短期背景幀；
長(zhǎng)期背景更新模塊，接收更新指示，根據(jù)當(dāng)前幀視頻序列圖像更新當(dāng)前 長(zhǎng)期背景幀。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明在更新背景幀時(shí)，不僅考慮視頻序列圖像與背 景幀的像素值之差，且考慮了像素點(diǎn)的像素值概率密度，從而提高了背景幀 的可靠性。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例一提供的在視頻監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)檢測(cè)過程中更新200910076465.4
說(shuō)明書第5/10頁(yè)
背景圖像的流程圖2為本發(fā)明實(shí)施例二提供的在視頻監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)檢測(cè)過程中更新
背景圖像的流程圖3為本發(fā)明實(shí)施例一提供的背景更新裝置的組成圖； 圖4為本發(fā)明實(shí)施例二提供的背景更新裝置的組成圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明再作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。 圖1為本發(fā)明實(shí)施例一提供的在視頻監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)檢測(cè)過程中更新 背景圖像的流程圖，如圖l所示，其具體步驟如下 步驟101:預(yù)先設(shè)置背景更新持續(xù)幀長(zhǎng)K。 K為正整數(shù)，通常100《K《500。
步驟102:將視頻序列中的第一幀圖像作為初始背景幀B" 對(duì)于視頻序列中的第k (k>2)幀圖像Ik中的每個(gè)像素點(diǎn)j (j為正整數(shù) 且l《j《J， J為每幀圖像中的像素總數(shù))，分別進(jìn)行如下步驟 步驟103:計(jì)算dk(j) = Ik(j) - Bw(j)。
其中，dk(j)為第k幀視頻序列圖像中第j個(gè)像素點(diǎn)與當(dāng)前背景幀Bw中 第j個(gè)像素點(diǎn)的像素值之差，Ik(j)為第k幀視頻序列圖像中第j個(gè)像素點(diǎn)的 像素值，Bk.,(j)為當(dāng)前背景幀中第j個(gè)像素點(diǎn)的像素值。
4CJ)的值越小，則表示第k幀視頻序列圖像中的像素點(diǎn)j越有可能為背 景點(diǎn)；4(j)的值越大，則表示第k幀視頻序列圖像中的像素點(diǎn)j越有可能為 前景點(diǎn)。
步驟104:計(jì)算
其中，Pk(j)為第k幀視頻序列圖像中第j個(gè)像素點(diǎn)的像素值的概率密度， Ik(j)為第k幀視頻序列圖像中第j個(gè)像素點(diǎn)的像素值，Ik-i(j)為第k- i幀視頻序列圖像中第j個(gè)像素點(diǎn)的像素值，N為預(yù)設(shè)正整數(shù)，通常8《N《32， O"為 預(yù)設(shè)常數(shù)，通常16《o"《128。
Pk(j)的值越大，說(shuō)明第k幀視頻序列圖像中第j個(gè)像素點(diǎn)的像素值與前 N-l幀視頻序列圖像中第j個(gè)像素點(diǎn)的像素值差異越小，即表示像素點(diǎn)j 在連續(xù)N幀中的像素值變化越小，則像素點(diǎn)j越有可能為一個(gè)靜止點(diǎn)；Pk(j) 的值越小，則表示像素點(diǎn)j在連續(xù)N幀中的像素值變化越大，則像素點(diǎn)j越 有可能為一個(gè)運(yùn)動(dòng)點(diǎn)。
步驟105:判斷dk(j) > do和Pk(j) < Po是否同時(shí)成立，若是，執(zhí)行步驟 107;否則，執(zhí)行步驟106。
其中，d0、 Po可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)設(shè)定。
步驟106:根據(jù)第k幀視頻序列圖像中的像素點(diǎn)j的像素值更新當(dāng)前背 景幀中的像素點(diǎn)j的像素值。
可通過以下公式更新當(dāng)前背景幀Bjm中的像素點(diǎn)j:
AC/) = (l-
其中，Bk.,(j)為當(dāng)前背景幀中第j個(gè)像素點(diǎn)的像素值，Bk(j)為更新后的 背景幀中第j個(gè)像素點(diǎn)的像素值，Ik(j)為第k幀視頻序列圖像中第j個(gè)像素 點(diǎn)的像素值，a為預(yù)設(shè)常數(shù)，通常0.001《a《0.5。
步驟107:判斷j〈J是否成立，若是，執(zhí)行步驟108;否則，執(zhí)行步驟
109。
步驟108:令j-j + l，返回步驟103。
步驟109:確定對(duì)第k幀視頻序列圖像的背景更新完成，判斷k+KK 是否成立，若是，執(zhí)行步驟110;否則，執(zhí)行步驟lll。 步驟110:令k:k+l， j=l,返回步驟103。
步驟lll:確定整個(gè)背景更新過程結(jié)束，以背景幀Bk作為最終背景幀。 從上述實(shí)施例可以看出，對(duì)于視頻序列圖像中的每個(gè)像素點(diǎn)，只有在該 像素點(diǎn)的像素值與背景幀中該像素點(diǎn)的像素值之差大于預(yù)設(shè)第一閾值，且該 像素點(diǎn)的像素值在最近連續(xù)N幀中的概率密度小于預(yù)設(shè)第二閾值時(shí)，才確認(rèn)背景幀中的該像素點(diǎn)不需要進(jìn)行背景更新，否則，確認(rèn)該像素點(diǎn)需要進(jìn)行
背景更新，即只有一個(gè)像素點(diǎn)即為前景點(diǎn)又為運(yùn)動(dòng)點(diǎn)時(shí)，才不需要進(jìn)行背 景更新，這樣就提高了背景更新的可靠性。
圖2為本發(fā)明實(shí)施例二提供的在視頻監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)檢測(cè)過程中更新 背景圖像的流程圖，如圖2所示，其具體步驟如下
步驟201:預(yù)先設(shè)置背景更新持續(xù)幀長(zhǎng)K。
K為正整數(shù)，通常100《K《500。
步驟202:將視頻序列中的第一幀圖像作為初始短期背景幀Bs,和初始 長(zhǎng)期背景幀Bu。
對(duì)視頻序列中的第k ( k > N, N為預(yù)設(shè)正整數(shù)且N<K)幀圖像中的每
個(gè)像素點(diǎn)j (j為正整數(shù)且l<j《J， J為每幀圖像中的像素總數(shù))，分別進(jìn)行 如下步驟
步驟203:計(jì)算dsk(j) = Ik(j) - Bs(k-D①和dlk(j) = Ik(j) — Blw(j)。
其中，dsk(j)為第k幀視頻序列圖像中第j個(gè)像素點(diǎn)與當(dāng)前短期背景幀 Bso^)中第j個(gè)像素點(diǎn)的像素值之差，Ik(j)為第k幀視頻序列圖像中第j個(gè)像 素點(diǎn)的像素值，Bs(w)(j)為當(dāng)前短期背景幀中第j個(gè)像素點(diǎn)的像素值；dlk(j) 為第k幀視頻序列圖像中第j個(gè)像素點(diǎn)與當(dāng)前長(zhǎng)期背景幀Blk.,中第j個(gè)像素 點(diǎn)的像素值之差，Blw(j)為當(dāng)前長(zhǎng)期背景幀中第j個(gè)像素點(diǎn)的像素值。
dsk(j)和dlk(j)的值越小，則表示第k幀視頻序列圖像中的像素點(diǎn)j越有 可能為背景點(diǎn)；dsk(j)和dlk(j)的值越大，則表示第k幀視頻序列圖像中的像 素點(diǎn)j越有可能為前景點(diǎn)。
步驟204:計(jì)算
N
(^(J)一7",(j))2
N 3 V2;ro"
其中，Pk(j)為第k幀視頻序列圖像中第j個(gè)像素點(diǎn)的像素值的概率密度， Ik(j)為第k幀視頻序列圖像中第j個(gè)像素點(diǎn)的像素值，Ik-i(j)為第k- i幀視頻 序列圖像中第j個(gè)像素點(diǎn)的像素值，N為預(yù)設(shè)正整數(shù)，通常8《N《32, cr為預(yù)設(shè)常數(shù)，通常16《0"《128。
Pk(j)的值越大，說(shuō)明第k幀視頻序列圖像中第j個(gè)像素點(diǎn)的像素值與前 N-l幀視頻序列圖像中第j個(gè)像素點(diǎn)的像素值差異越小，即表示像素點(diǎn)j 在連續(xù)N幀中的像素值變化越小，則像素點(diǎn)j越有可能為一個(gè)靜止點(diǎn)；Pk(j) 的值越小，則表示像素點(diǎn)j在連續(xù)N幀中的像素值變化越大，則像素點(diǎn)j越 有可能為一個(gè)運(yùn)動(dòng)點(diǎn)。
步驟205:判斷dsk(j)〉dso、 dlk(j) > 40和Pk(j) < P。是否同時(shí)成立，若 是，執(zhí)行步驟207;否則，執(zhí)行步驟206。
其中，dSo、 dL0、 Po可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)設(shè)定。
步驟206:根據(jù)第k幀視頻序列圖像中的像素點(diǎn)j的像素值更新當(dāng)前短 期和長(zhǎng)期背景幀中的像素點(diǎn)j的像素值。
可通過以下公式更新當(dāng)前短期背景幀Bs(k.D中的像素點(diǎn)j的像素值
^ (力=(1 - cO 一d (;)+4 (力
其中，Bs(k.D(j)為當(dāng)前短期背景幀中第j個(gè)像素點(diǎn)的像素值，Bsk(j)為更 新后的短期背景幀中第j個(gè)像素點(diǎn)的像素值，Ik(j)為第k幀視頻序列圖像中 第j個(gè)像素點(diǎn)的像素值，^為預(yù)設(shè)常數(shù)，通常0.1《a《0.5。
可通過以下公式更新當(dāng)前長(zhǎng)期背景幀Blw中的像素點(diǎn)j的像素值
說(shuō)力)=(1— ,)￡4_1(力+ ,/力')
其中，Blw(j)為當(dāng)前長(zhǎng)期背景幀中第j個(gè)像素點(diǎn)的像素值，Blk(j)為更新 后的長(zhǎng)期背景幀中第j個(gè)像素點(diǎn)的像素值，Ik(j)為第k幀視頻序列圖像中第j 個(gè)像素點(diǎn)的像素值，a,為預(yù)設(shè)常數(shù)，通常0.001 < a, < 0.1。
可見，更新短期背景幀和長(zhǎng)期背景幀的公式相同，區(qū)別只在于"的取值 不同，更新短期背景幀時(shí)，其取值較大，更新長(zhǎng)期背景幀時(shí)， 其取值較小。
步驟207:判斷j〈J是否成立，若是，執(zhí)行步驟208;否則，執(zhí)行步驟
209。步驟208:令j:j + l，返回步驟203。
步驟209:確定對(duì)第k幀視頻序列圖像的背景更新完成，判斷k+KK 是否成立，若是，執(zhí)行步驟210;否則，執(zhí)行步驟211。 步驟210:令k二k+l， j=l,返回步驟203。
步驟211:確定整個(gè)背景更新過程結(jié)束，以Bsk、 Blk分別作為最終的短
期、長(zhǎng)期背景幀。
圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的背景更新裝置的組成圖，如圖3所示，其主要 包括視頻序列接收模塊31、差值計(jì)算模塊32、概率密度計(jì)算模塊33和背景 更新模塊34,其中
視頻序列接收模塊31:接收視頻序列，將視頻序列中的第一幀圖像發(fā)送給 背景更新模塊34,將視頻序列中的第二幀及以后的圖像發(fā)送給差值計(jì)算模塊 32、概率密度計(jì)算模塊33和背景更新模塊34。
差值計(jì)算模塊32:接收視頻序列接收模塊31發(fā)來(lái)的視頻序列圖像幀，從 背景更新模塊34獲取當(dāng)前背景幀，對(duì)視頻序列接收模塊31發(fā)來(lái)的圖像幀中的 每個(gè)像素點(diǎn)，計(jì)算該像素點(diǎn)的像素值與當(dāng)前背景幀中該像素點(diǎn)的像素值的差值， 將該差值發(fā)送給背景更新模塊34。
概率密度計(jì)算模塊33:對(duì)視頻序列接收模塊31發(fā)來(lái)的圖像幀中的每個(gè)像 素點(diǎn)，計(jì)算該像素點(diǎn)的像素值概率密度，將該概率密度發(fā)送給背景更新模塊34。
背景更新模塊34:接收視頻序列接收模塊31發(fā)來(lái)的第一幀視頻序列圖 像，將該幀圖像作為初始背景幀；根據(jù)差值計(jì)算模塊32發(fā)來(lái)的差值、概率 密度計(jì)算模塊33發(fā)來(lái)的概率密度以及視頻序列接收模塊31發(fā)來(lái)的當(dāng)前幀視 頻序列圖像更新當(dāng)前背景幀。
在實(shí)際應(yīng)用中，如圖4所示，差值計(jì)算模塊32可包括短期差值計(jì)算 模塊321和長(zhǎng)期差值計(jì)算模塊322,其中
短期差值計(jì)算模塊321:接收視頻序列接收模塊31發(fā)來(lái)的視頻序列圖 像幀，從背景更新模塊34獲取當(dāng)前短期背景幀，對(duì)視頻序列接收模塊31發(fā) 來(lái)的圖像幀中的每個(gè)像素點(diǎn)，計(jì)算該像素點(diǎn)的像素值Ik(j)與當(dāng)前短期背景幀
14中該像素點(diǎn)的像素值Bs(w)(j)的第一差值dsk(j),將該第一差值dsk(j)發(fā)送給背景更新模塊34。
長(zhǎng)期差值更新模塊322:接收視頻序列接收模塊31發(fā)來(lái)的視頻序列圖像幀，從背景更新模塊34獲取當(dāng)前長(zhǎng)期背景幀，對(duì)視頻序列接收模塊31發(fā)來(lái)的圖像幀中的每個(gè)像素點(diǎn)，計(jì)算該像素點(diǎn)的像素值Ik(j)與當(dāng)前長(zhǎng)期背景幀中該像素點(diǎn)的像素值Blw(j)的第二差值dlk(j)，將該第二差值dlk(j)發(fā)送給背景更新模塊34。
同時(shí)，背景更新模塊34可包括背景更新判決模塊341、短期背景更新模塊342和長(zhǎng)期背景更新模塊343，其中
背景更新判決模塊341:判斷短期差值計(jì)算模塊321發(fā)來(lái)的第一差值dSk(j)大于預(yù)設(shè)第一閾值dSo、長(zhǎng)期差值更新模塊322發(fā)來(lái)的第二差值dlk(j)大于預(yù)設(shè)第三閾值4o和概率密度計(jì)算模塊33發(fā)來(lái)的概率密度Pk(j)小于預(yù)設(shè)第二閾值Po是否同時(shí)成立，若不成立，分別向短期背景更新模塊342和長(zhǎng)期背景更新模塊343發(fā)送更新指示。
短期背景更新模塊342:接收視頻序列接收模塊31發(fā)來(lái)的第一幀視頻序列圖像，將該幀圖像作為初始短期背景幀；接收視頻序列接收模塊31發(fā)來(lái)的第二幀及以后視頻序列圖像，接收背景更新判決模塊341發(fā)來(lái)的更新指示，根據(jù)當(dāng)前視頻序列圖像幀中的當(dāng)前像素點(diǎn)的像素值Ik(j)和當(dāng)前短期背景幀中的當(dāng)前像素點(diǎn)的像素值Bs(k-D(j)更新當(dāng)前短期背景幀。
長(zhǎng)期背景更新模塊343:接收視頻序列接收模塊31發(fā)來(lái)的第一幀視頻序列圖像，將該幀圖像作為初始長(zhǎng)期背景幀；接收視頻序列接收模塊31發(fā)來(lái)的第二幀及以后視頻序列圖像，接收背景更新判決模塊341發(fā)來(lái)的更新指示，根據(jù)當(dāng)前視頻序列圖像幀中當(dāng)前像素點(diǎn)的像素值Ik(j)和當(dāng)前長(zhǎng)期背景幀中當(dāng)前像素點(diǎn)的像素值Blw(j)更新當(dāng)前長(zhǎng)期背景幀。
以上所述僅為本發(fā)明的過程及方法實(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)所做的任何修改、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、一種背景更新方法，其特征在于，該方法包括接收視頻序列圖像，對(duì)于該幀圖像中的每個(gè)像素點(diǎn)，計(jì)算該像素點(diǎn)的像素值與當(dāng)前背景幀中該像素點(diǎn)的像素值的差值，并計(jì)算該像素點(diǎn)的像素值概率密度；根據(jù)所述差值和概率密度更新當(dāng)前背景幀。
2、 如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述計(jì)算該像素點(diǎn)的像素 值概率密度為計(jì)算《0)=丄，~^^ W"異k、" N臺(tái)V^o"其中，j為當(dāng)前像素點(diǎn)在當(dāng)前幀視頻序列圖像中的序號(hào)，k為當(dāng)前接收 圖像在整個(gè)視頻序列中的幀序號(hào)，Pk(j)為第k幀視頻序列圖像中第j個(gè)像素 點(diǎn)的像素值的概率密度，Ik(j)為第k幀視頻序列圖像中第j個(gè)像素點(diǎn)的像素 值，Ik.i(j)為第k-i幀視頻序列圖像中第j個(gè)像素點(diǎn)的像素值，N為預(yù)設(shè)正整數(shù)。
3、 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，所述更新當(dāng)前背景幀包括 判斷所述差值大于預(yù)設(shè)第一閾值和所述概率密度小于預(yù)設(shè)第二閾值是否同時(shí)成立，若是，不更新當(dāng)前背景幀中該像素點(diǎn)的像素值，否則，根據(jù)視頻序列 圖像中的該像素點(diǎn)和當(dāng)前背景幀中的該像素點(diǎn)的像素值更新當(dāng)前背景幀中的該 像素點(diǎn)的像素值
4、 如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述更新當(dāng)前背景幀中的該像 素點(diǎn)的像素值為計(jì)算A (力=(1 - a)A—,(力+ "A (力其中，j為當(dāng)前像素點(diǎn)在當(dāng)前幀視頻序列圖像中的序號(hào)，k為當(dāng)前接收?qǐng)D像 在整個(gè)視頻序列中的幀序號(hào)，Bw(j)為當(dāng)前背景幀中第j個(gè)像素點(diǎn)的像素值，Bk(j) 為更新后的背景幀中第j個(gè)像素點(diǎn)的像素值，Ik(j)為第k幀視頻序列圖像中第j個(gè)像素點(diǎn)的像素值，"為預(yù)設(shè)常數(shù)。
5、 如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述背景幀包括短期背景幀和長(zhǎng)期背景幀，所述計(jì)算該像素點(diǎn)的像素值與當(dāng)前背景幀中該像素點(diǎn)的像素值的差值為計(jì)算該像素點(diǎn)的像素值與當(dāng)前短期背景幀中該像素點(diǎn)的像素值的第一差值，計(jì)算該像素點(diǎn)的像素值與當(dāng)前長(zhǎng)期背景幀中該像素點(diǎn)的像素值的第二差值；根據(jù)所述差值和概率密度更新當(dāng)前背景幀為:根據(jù)所述第一差值、第二差值和概率密度更新當(dāng)前背景幀。
6、 如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述更新當(dāng)前背景幀包括判斷所述第一差值大于預(yù)設(shè)第一閾值、所述第二差值大于預(yù)設(shè)第三閾值和所述概率密度小于預(yù)設(shè)第二閾值是否同時(shí)成立，若是，不更新當(dāng)前短期和長(zhǎng)期背景幀中該像素點(diǎn)的像素值，否則，根據(jù)視頻序列圖像中的該像素點(diǎn)和當(dāng)前短期背景幀中的該像素點(diǎn)的像素值更新當(dāng)前短期背景幀中的該像素點(diǎn)的像素值，根據(jù)視頻序列圖像中的該像素點(diǎn)和當(dāng)前長(zhǎng)期背景幀中的該像素點(diǎn)的像素值更新當(dāng)前長(zhǎng)期背景幀中的該像素點(diǎn)的像素值。
7、 如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述更新當(dāng)前短期背景幀中的該像素點(diǎn)的像素值為計(jì)算<formula>formula see original document page 3</formula>所述更新當(dāng)前長(zhǎng)期背景幀中的該像素點(diǎn)的像素值為計(jì)算<formula>formula see original document page 3</formula>其中，j為當(dāng)前像素點(diǎn)在當(dāng)前幀視頻序列圖像中的序號(hào)，k為當(dāng)前接收?qǐng)D像在整個(gè)視頻序列中的幀序號(hào)，Bs(k.D(j)為當(dāng)前短期背景幀中第j個(gè)像素點(diǎn)的像素值，Bsk(j)為更新后的短期背景幀中第j個(gè)像素點(diǎn)的像素值，Ik(j)為第k幀視頻序列圖像中第j個(gè)像素點(diǎn)的像素值，Blw(j)為當(dāng)前長(zhǎng)期背景幀中第j個(gè)像素點(diǎn)的像素值，Blk(j)為更新后的長(zhǎng)期背景幀中第j個(gè)像素點(diǎn)的像素值，^ 、a,為預(yù)設(shè)常數(shù)，且^>",。
8、 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，預(yù)先設(shè)置一個(gè)背景更新持續(xù)幀長(zhǎng)，所述根據(jù)所述差值和概率密度更新當(dāng)前背景幀之后進(jìn)一步包括發(fā)現(xiàn)當(dāng)前視頻序列圖像幀的背景更新完成，判斷當(dāng)前視頻序列圖像的幀序號(hào)加1所得值是否小于所述背景更新持續(xù)幀長(zhǎng)，若是，停止更新背景幀；否則，繼續(xù)更新背景幀。
9、 一種背景更新裝置，其特征在于，該裝置包括差值計(jì)算模塊，對(duì)每幀視頻序列圖像中的每個(gè)像素點(diǎn)，計(jì)算該像素點(diǎn)的像素值與當(dāng)前背景幀中該像素點(diǎn)的像素值的差值，將該差值發(fā)送給背景更新模塊；概率密度計(jì)算模塊，對(duì)每幀視頻序列圖像中的每個(gè)像素點(diǎn)，計(jì)算該像素點(diǎn)的像素值概率密度，將該概率密度發(fā)送給背景更新模塊；背景更新模塊，根據(jù)接收到的差值和概率密度更新當(dāng)前背景幀。
10、 如權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，所述差值計(jì)算模塊包括短期差值計(jì)算模塊和長(zhǎng)期差值計(jì)算模塊，其中短期差值計(jì)算模塊，對(duì)每幀視頻序列圖像中的每個(gè)像素點(diǎn)，計(jì)算該像素點(diǎn)的像素值與當(dāng)前短期背景幀中該像素點(diǎn)的像素值的第 一差值，將該第 一差值發(fā)送給背景更新模塊；長(zhǎng)期差值更新模塊，對(duì)每幀視頻序列圖像中的每個(gè)像素點(diǎn)，計(jì)算該像素點(diǎn)的像素值與當(dāng)前長(zhǎng)期背景幀中該像素點(diǎn)的像素值的第二差值，將該第二差值發(fā)送給背景更新模塊。
11、 如權(quán)利要求10所述的裝置，其特征在于，背景更新模塊包括背景更新判決模塊、短期背景更新模塊和長(zhǎng)期背景更新模塊，其中背景更新判決模塊，根據(jù)短期差值計(jì)算模塊發(fā)來(lái)的第一差值、長(zhǎng)期差值更新模塊發(fā)來(lái)的第二差值和概率密度計(jì)算模塊發(fā)來(lái)的概率密度，確定是否需要進(jìn)行背景更新，若需要，分別向短期背景更新模塊和長(zhǎng)期背景更新模塊發(fā)送更新指示；短期背景更新模塊，接收更新指示，根據(jù)當(dāng)前幀視頻序列圖像更新當(dāng)前短期背景幀；長(zhǎng)期背景更新模塊，接收更新指示，根據(jù)當(dāng)前幀視頻序列圖像更新當(dāng)前長(zhǎng)期背景幀。
全文摘要
本發(fā)明公開了背景更新方法和裝置。方法包括接收視頻序列圖像，對(duì)于該幀圖像中的每個(gè)像素點(diǎn)，計(jì)算該像素點(diǎn)的像素值與當(dāng)前背景幀中該像素點(diǎn)的像素值的差值，并計(jì)算該像素點(diǎn)的像素值概率密度；根據(jù)所述差值和概率密度更新當(dāng)前背景幀。本發(fā)明提高了所獲得的背景幀的可靠性。
文檔編號(hào)H04N5/14GK101465955SQ20091007646
公開日2009年6月24日 申請(qǐng)日期2009年1月5日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月5日
發(fā)明者磊 王, 謝東海, 英 黃 申請(qǐng)人:北京中星微電子有限公司