基于改进K均值的运动目标检测算法研究

背景建模是运动目标检测的关键环节,提出了基于改进K均值背景建模的方法,并进行前景提取．该算法在HSV颜色空间对视频流的前N帧中的每个像素样本进行K均值聚类学习,K均值聚类的结果用来表示该像素螅背景模型;接着输入的视频流像素与背景模型比较,进行背景、可能前景和阴影的分离,并提出了一种像素相关的选择性背景更新机制;然后利用TOM（Time Out Map）方法来消除鬼影现象．实验结果表明该算法能够很好地对背景进行建模,较精确地提取出运动目标信息,对光照变化具有较强的鲁棒性．     

面向运动目标检测的ViBe算法改进

背景差分法是静态背景下运动目标检测的常用方法,ViBe算法是它的主要建模方法之一.针对ViBe算法对鬼影消除缓慢的问题,提出了结合帧间差分技术的ViBe改进算法,使用帧间差分技术通过记录相关像素值的时域变化来判断鬼影像素,提高消除鬼影的速度.针对ViBe算法的固定阈值不能反映每个像素具体情况的问题,提出了一种自适应阈值的方法,可根据像素值的变化为每个像素设定阈值,提高前景检测的准确度.实验结果表明,结合帧间差分技术的ViBe算法能够较快地消除检测结果中的鬼影,应用自适应阈值的ViBe算法能够更准确地进行前景检测.     

改进的双模型的运动目标检测方法

在动态背景下,由于双模型算法对运动目标检测时会出现误检、目标检测不完整和出现鬼影的现象,提出一种改进的双模型的运动目标检测算法。该算法首先对双模型背景的判断方式改进,将新来像素点图像值与背景模型对应位置样本值之间的距离和阈值进行比较,可以全面地区分前景和背景。然后对自适应阈值更新方式改进,通过对前景背景的判断情况把自模型和邻域模型结合起来,作为阈值增加或减少的条件,能够更精确地检测出前景。最后,结合帧间差分技术,通过比较对应位置像素值的时域变化来判断鬼影像素,以达到快速消除鬼影的目的。实验结果表明,改进算法的检测结果比原来的双模型更加精确、全面。     

采取阶段性改进的全新ViBe目标检测算法

针对ViBe (Visual Background extractor)算法在目标检测过程中易产生鬼影问题和检测目标不完整问题,从ViBe算法处理过程的主要阶段出发,提出一种全新的ViBe目标检测算法.首先,在模型初始化阶段,利用前m帧视频序列对应像素点的均值构建背景模型,同时将原算法的8邻域改为24邻域进行样本选取以及动态调整匹配半径;然后,在目标检测阶段,引入最大类间方差法来计算当前图像帧的最佳分割阈值,进而对前景像素进行二次判别;其次,在背景模型更新阶段,根据背景变化快慢程度动态地调整更新因子;最后,对获得的前景图像进行形态学处理得到最终的前景目标.实验结果表明,改进后的ViBe算法使鬼影问题得到有效解决,目标检测的准确度和完整度也有大幅提高.     

改进的码本模型背景建模算法

针对原始码本模型算法参数多且难以设定、背景模型更新缓慢、背景容易被误判为前景目标等问题,本文提出一种改进的码本模型背景建模算法。该算法以像素点的均值和方差作为码本背景中码字的参数,用高斯正态分布判断该像素值是否匹配某个码字,采用以码字出现频率为参数的动态更新率来更新高斯正态分布中的均值及方差;采用两层的背景建模技术添加与删除背景码本中的码字;并增加频率阈值来判断某个像素值对应的码字是否添加入/删除出背景码本模型或缓冲区码本模型。实践证明,该算法能在复杂的场景下准确的分割出运动目标,且快速实用,能应用于实时视频图像处理中。     

基于改进ViBe算法的运动目标检测

ViBe算法是一种基于静态背景下的运动目标检测算法，针对其“鬼影”问题和运动目标静止时会被更新为背景的问题提出了改进ViBe算法，即对原ViBe算法的背景模型初始化、动态阈值、前景分割和背景模型更新等4个部分进行了改进。采用均值法获取的背景图像初始化背景模型，可消除“鬼影”;利用计数法控制前景分割动态阈值，使前景图像更加准确；使用帧差法思想改进前景分割，使前景图像更加完整；通过引入阈值保证背景模型更新的稳定性。根据试验结果可知，改进ViBe算法对正常移动车辆、较小运动目标和存在静止情况的运动目标都有较好的检测能力，解决了“鬼影”问题和运动目标静止时会被更新为背景的问题，同时相较于原ViBe算法和其他常用运动目标检测算法，改进ViBe算法在保证准确性的基础上提高了检测的完整性。     

复杂场景下自适应视频前景提取算法

针对目前基于背景建模的前景提取算法在复杂场景中误检率高以及鬼影融入背景模型慢等问题,提出一种复杂场景下自适应视频前景提取算法。在前景检测阶段,利用背景模型中样本之间最小欧式距离的均值衡量背景动态波动程度,自适应调整像素点的半径阈值,从而抑制在光线变化,树叶晃动等场景中产生的拖影和噪声点;在更新背景模型阶段,根据物体的运动速度自适应选择一次更新背景模型中样本个数,加快因首帧存在运动目标和物体运动状态变更而产生的鬼影融入背景模型。实验表明,相比其他代表性算法,改进算法在加快鬼影融入背景模型和抑制背景动态干扰方面均有较好的表现,且提升了准确率、召回率,降低了假正率。     

基于三帧差分混合高斯背景模型运动目标检测

针对混合高斯背景模型运动目标检测的光照突变误检以及突然运动目标的“鬼影”问题,提出了一种基于三帧差分的混合高斯背景模型运动目标检测算法。通过图像前景检测比例判断光照是否发生突变,利用三帧差分法对图像的背景区域、运动区域和背景显露区域进行划分,并根据光照情况及时改变各区域的学习率以调节混合高斯模型背景迅速更新,设计了基于三帧差分的学习率自适应混合高斯模型背景更新的方法。该方法使光照突变及目标突然运动后产生的新的背景模型得到迅速更新,从而改善这两种情况下运动目标检测效果。实验结果表明,该算法避免了光照突变时的大面积误检现象,并且同时解决了突然运动目标的“鬼影”问题。     

一种改进视觉背景提取（ViBe）算法的车辆检测方法

视觉背景提取(visual background extractor,ViBe)算法应用在车辆检测时存在一个比较明显的缺点,即当视频第1帧中存在待检测的移动车辆时,在后续帧的车辆检测过程中,对应第1帧中车辆的位置处会出现鬼影并且鬼影会持续一段时间才会彻底消失,从而干扰后续帧的检测效果。提出一种改进的ViBe建模方法,新方法在前n帧中实现初始模型的初始化,并结合ViBe算法的更新方法进行模型更新。在不同分辨率、不同场景的视频中对原算法和提出的改进方法进行对比实验,实验结果表明,在第1帧中不包含车辆和包含车辆2种情况下,提出的改进的算法都能有效地检测出移动车辆且不会产生鬼影的问题。因此,改进方法比原算法更有效和实用。     

改进型ViBe算法及其在运动目标提取中的应用

提出一种基于阈值半径自适应更新及阴影与鬼影检测的改进型Vi Be算法,解决运动场景下Vi Be算法的目标提取效果易受背景高频扰动、摄像机抖动、阴影、鬼影的影响问题。算法设计中,依据当前帧的像素点梯度与背景图序列对应像素点的灰度均方差设计阈值自适应更新策略;依据背景图在HSV空间中的像素值设计阴影去除规则;利用前景-邻域直方图的相似度匹配规则设计鬼影清除规则。实验结果表明,改进型Vi Be算法在保留原有的高效性的同时,能够较好地消除视频图像中隐含的阴影和鬼影,以及抖动对目标提取的影响。