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专利号: 2016101288693
申请人: 南京邮电大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-04-10
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.融合超像素与三维自组织背景减除法的前景提取方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1:利用超像素算法,对图像帧进行区域分割;

步骤2:通过三维自组织背景减除算法,对每个分割区域进行背景建模;

步骤3:使用最佳权重策略,准确提取前景目标。

2.根据权利要求1所述的融合超像素与三维自组织背景减除法的前景提取方法,其特征在于,所述步骤1超像素算法的超像素分割算子包括:超像素对图像进行分割时,在既定的区域周围,将同质像素归为一类,即为一超像素,简单线性迭代聚类算法是依据颜色、位置信息,实现聚类的超像素分割,利用Lab空间信息及像素的x、y坐标信息构造相似性度量,实现图像局部聚类,形成超像素区域;然后,利用GPU、NVIDIA、CUDA等硬件加快处理速度,将简单线性迭代聚类算法速度提高10~20倍,促使简单线性迭代聚类算法应用到实时性要求比较高的系统中。

3.根据权利要求1所述的融合超像素与三维自组织背景减除法的前景提取方法,其特征在于,所述步骤1包括:初始化种子点;

假设将含有N×N个像素点的图像分割为K×K个超像素,则每个超像素大小接近N2/K2,且每个种子点的间距近似为S=N/K;为避免种子点位于图像边缘,以对后续聚类处理造成干扰,需将种子点从以它为中心的3×3窗口内,移到梯度值最小的位置,同时为每个种子分配一个标签;

相似度度量;

SLIC算法的相似度度量公式为:

快速K均值聚类方法更迭种子点,假定在X-Y平面上聚类中心的像素点位于2S×2S区域内,所有像素点关联到最近的种子点后,将新种子点更新为同类别中所有像素点特征的平均值;反复此过程,直到收敛,停止迭代;形成超像素。

4.根据权利要求2所述的融合超像素与三维自组织背景减除法的前景提取方法,其特征在于,所述的超像素分割算子包括:采用自适应的K值调整方法:为了更好的降低算法的复杂度,对色差和空间距离进行简化,使用绝对值的方法进行计算,虽然在一定程度上引入了误差,但是这种误差是允许范围内的,即:dlab=|lk-li|+|ak-ai|+|bk-bi|dxy=|xk-xi|+|yk-yi|。

5.根据权利要求1-4任一项所述的融合超像素与三维自组织背景减除法的前景提取方法,其特征在于,所述方法采用神经网络模型:首先,构建一个n层神经网络模型;然后,计算当前帧与背景模型的最佳权重,从而判断每个像素是否为背景像素,所述算法包括模型初始化、前景检测、模型更新。

6.根据权利要求1所述的融合超像素与三维自组织背景减除法的前景提取方法,其特征在于,所述步骤2包括如下步骤:步骤1:背景模型的构建;

在3DSOBS算法中,背景初始模型的构建过程就是将第一帧图像的所有像素x扩展为n层的神经网络模型Bt过程:步骤2:背景模型的初始化;

初始背景模型B0中每个像素x的权重,为每个像素的亮度值:步骤3:背景模型的更新;

背景模型的更新是通过将t时刻图像It的像素x与背景模型Mt‐1(x)的像素x进行比较,以确定是否存在一个最佳的权重mb t‐1(x):如果存在一个可接受的匹配权重,则将图像It的像素x视为背景像素;如果不存在一个可接受的匹配权重,则可将图像It的像素x视为前景像素。

7.根据权利要求1所述融合超像素与三维自组织背景减除法的前景提取方法,其特征在于,所述步骤3包括:1)背景模型的权重更新;2)背景区域的占有率更新;3)前景目标阴影区域识别。

8.根据权利要求6所述融合超像素与三维自组织背景减除法的前景提取方法,其特征在于,所述3DSOBS算法的模型,包括:3DSOBS的学习因子是恒定不变的,且运动区域的权重也是恒定不变的,当前景像素发生较小更新时,背景模型则会发生较大的更新,即:α(x,y)=γ·G2D(y-x)

δ(x)=v·G1D(x)