[发明专利]基于运动矢量的目标检测方法

摘要

本发明公开了一种基于运动矢量的目标检测方法，主要解决现有技术速度过慢，实时性较差，而且在前景转背景和背景转前景的情况下不能快速精确地检测出目标的问题。其实现步骤为：(1)利用视频解码，得到每一帧运动矢量信息；(2)设定目标状态；(3)采用K-means算法进行背景模型的初始化；(4)读取下一帧的运动矢量信息，对运动矢量进行处理；(5)判定目标状态；(6)根据目标状态提出新的背景模型更新方法，从而检测出目标。本发明不仅减少了大量的目标检测时间，而且在前景转背景和背景转前景的情况下，能快速发现变化并精确地检测出运动目标，可用于军事侦查、安全检测、视频监控和交通管理。

主权项

一种基于运动矢量的目标检测方法，包括如下步骤：(1)利用视频解码，得到每一帧运动矢量信息；(2)设定运动、准静止和静止这3个目标状态，其中运动状态表示连续的两帧之间，前景目标存在有位移；静止状态表示连续的两帧之间，目标没有产生位移；准静止状态表示运动状态与静止状态之间的过渡，防止将运动的前景目标错误地判为静止目标；(3)视频序列开始时采用混合高斯模型作为背景模型，并利用K‑means算法进行背景模型的初始化；(4)读取下一帧的运动矢量信息，对运动矢量进行处理；4.1)记录所有的前景目标中像素点的坐标，并选取其中横坐标最小和最大的像素点，以及纵坐标最小和最大的像素点，用这四个像素点确定一个方形区域，使这四个像素点在该方形区域的边界上，通过这四个像素点坐标的变化得到方形区域的位移；4.2)将方形区域内所有的4×4块的Vi，m，n值累加，得到这个方形区域内包含的非零运动矢量4×4块的数目；其中Vi，m，n表示第i帧位置为(m,n)的4×4块的运动矢量是否为零，其中1≤m≤M，1≤n≤N，M和N分别为图像宽和高中4×4块的数目；当此块运动矢量为零时，Vi，m，n＝0，当此块运动矢量不为零时，Vi，m，n＝1；(5)判定目标状态：5.1)当目标在运动状态时，先根据方形区域非零运动矢量块的数目判定目标是否由运动状态进入准静止状态，如果连续三帧非零运动矢量块的数目小于给定的门限值T，则判定目标进入准静止状态，否则判定目标仍在运动状态，执行步骤(8)，再根据方形区域非零运动矢量块的数目以及方形区域的位移判定目标是否由准静止状态进入静止状态，如果在以后20帧中，没有连续三帧非零运动矢量块的数目大于给定的门限值T，同时方形区域位移小于给定的位移门限D，则判定目标进入静止状态，执行步骤(6)，否则判定目标跳回运动状态，执行步 骤(8)，其中T=55，D=6；5.2)当目标在静止状态时，根据方形区域非零运动矢量块的数目判定目标是否重新运动，如果连续三帧非零运动矢量块的数目大于给定的门限值T，则判定目标进入运动状态，执行步骤(7)，否则判定目标仍在静止状态，执行步骤(8)；(6)对于进入静止状态的第一帧，对方形区域内所有像素点的背景模型采用新的更新方法进行更新，即直接将该帧中方形区域的图像作为背景，实现快速的背景模型更新；而对这个方形区域之外的所有像素点，执行步骤(8)；从静止状态的第二帧开始，执行步骤(8)；(7)对于重新运动之后的第一帧，对方形区域内所有像素点的背景模型采用新的更新方法进行更新，即将之前运动状态中最后一帧，目标所在的方形区域的背景直接作为当前帧该区域的背景，实现快速的背景模型更新，从而精确地检测出目标；而对方形区域之外的所有像素点，执行步骤(8)；从重新运动之后的第二帧开始，执行步骤(8)；(8)每L帧对整帧的所有像素进行更新，对于其它帧中运动矢量为0的块的像素，跳过不更新，对于其它帧中运动矢量非0的块的像素，采用混合高斯模型MOG更新方法进行更新。