1.一种改进的鲁棒主成分分析的运动目标检测方法,其特征在于,所述检测方法包括以下步骤:
S1,基于改进的鲁棒主成分分析方法构建运动目标检测模型:m×n
其中D视频对应的观测矩阵,L∈R 为观测矩阵中对应的低秩背景矩阵,||L||γ为矩阵L的γ范数,j=1,2,…,mn,Ψj是尺度为1的拉普拉斯分布,Θj是一个正随机变量,ξ是一个极小的正数,W是显著性映射矩阵,Ψ=[ψ1,ψ2,…,ψmn],Θ=[Θ1,Θ2,…,Θmn];m和n分别是观测矩阵的行数和列数;
S2,将待处理视频转换成对应的观测矩阵,采用交替方向乘子法求解运动目标检测模型,提取对应视频中处于运动状态的前景目标,并计算检测该运动目标时的F‑measure值和时间值,对运动目标检测模型进行验证。
2.根据权利要求1所述的改进的鲁棒主成分分析的运动目标检测方法,其特征在于,所述运动目标检测模型对应的增广拉格朗日函数为:式中,μ>0是惩罚因子,Y是拉格朗日乘子,<,>是矩阵内积,||·||F为Frobenius范数。
3.根据权利要求2所述的改进的鲁棒主成分分析的运动目标检测方法,其特征在于,步骤S2中,采用交替方向乘子法求解运动目标检测模型的过程包括以下步骤:k+1
S21,固定变量Ψ、Θ、Y和μ,计算得到第k+1步的矩阵变量L 为:k k
式中,μk是惩罚参数μ的第k步的值,Y是第k步的增广拉格朗日乘子,Ψ 是Ψ的第k步的k
值,Θ是Θ第k步的值;
k+1
S22,固定变量L、Ψ、Y和μ,计算得到第k+1步的矩阵变量Θ :最终得到:
其中,Θj,1、Θj,2分别为f(Θj)的两个驻点:式中, ξ是一个极小的正数, 是k k+1
第k步矩阵Ψ的第j个标量元素Ψj的取值, 是第k+1步矩阵L 的第j个标量元素的取值,k
是第k步矩阵Y的第j个标量元素的取值,Dj是矩阵D的第j个标量元素的取值,k+1
S23,固定变量L、Θ、Y和μ,计算得到第k+1步的矩阵变量Ψ :最终得到:
式中, 为软阈值收缩算子;
S24,固定其它变量,更新乘子变量Y及其惩罚参数μ进行更新,计算得到第k+1步的增广拉格朗日乘子:
μk+1=min(ρμk,μmax)式中,ρ>1是步长因子;μmax是惩罚参数μ的最大值。
4.根据权利要求3所述的改进的鲁棒主成分分析的运动目标检测方法,其特征在于,步k+1
骤S21中,采用凸差分方法求解得到矩阵变量L 。
5.根据权利要求3所述的改进的鲁棒主成分分析的运动目标检测方法,其特征在于,步k+1 k+1
骤S22中,将矩阵变量Θ 的求解问题转换为求解矩阵Θ 的每个标量元素 的最小值问题,即:
其中
通过 求解每个标量元素θi的最小值问题,其中f(Θj)是相应的目标函数,最终得到:
其中,Θj,1、Θj,2分别为f(Θj)的两个驻点:
6.根据权利要求3所述的改进的鲁棒主成分分析的运动目标检测方法,其特征在于,步k+1 k+1
骤S23中,将矩阵变量Ψ 的求解问题转换为求解矩阵Ψ 的每个标量元素 的最小值问题,即:
最终得到:
其中 为软阈值收缩算子。