[发明专利]在监视系统中实时分割运动区域以检测运动的方法和装置

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2007年5月23日向韩国知识产权局提交的，申请号为 10-2007-0050434的韩国专利申请在35U.S.C§119(a)下的优先权，其公开 内容通过引用而被整体合并于此。

技术领域

本总发明构思涉及一种在监视摄像机系统(surveillance camera system) 中实时分割运动区域以检测运动的方法和装置，具体地，涉及一种即使在低 照明环境中也可以同时地执行噪声消除(noise removal)和运动区域分割 (motion area segmentation)以分割运动区域从而检测运动的方法和装置。

背景技术

在其中使用闭路电视(CCTV)摄像机的监视系统正在不断地发展。在监 视系统中，图像序列被传送给监视中心并显示在各种视频监视器屏幕上。安 全员(security guards)观察显示在监视器屏幕上的上百个视频频道。人工智 能视频监视系统应用一种运动检测算法，该算法确定给定图像中的、对象处 于运动中的区域，因而使得安全员可以更容易地定位运动对象。因此，安全 员仅贯注于在其中检测到对象运动的监视器。

即使没有运动，监视系统也需要记录大量的视频数据。当由于在视频监 视系统中产生的大量数据而使存储容量受限时，使用视频压缩算法以存储该 大量的视频数据。然而，在暗环境中，由于图像传感器的噪声而降低了视频 压缩算法的压缩效率。为了克服该问题，尤其在晚上使用一种运动检测算法。 该运动检测算法确定一对象是否在图像中处于运动中，如果确定没有运动， 则不记录该图像。因此，利用有效技术检测运动，并且这在产生较少运动的 晚上更加有效。

在通常的监视系统中，大多数运动检测是通过使用阈值限定方法 (thresholding method)的修改诸如高斯、Pfinder、和W⁴的混合来执行的。 在这些技术中，基于背景图像和当前图像之间的差的图像阈值以及作为后处 理的形态滤波器(morphological filter)来在像素单元中执行运动对象的区域 分割。在白天该技术可以令人满意地执行；然而，在晚上由于图像序列中的 噪声而可能产生错误肯定(false positives)和声音警报(aural warnings)。

发明内容

本总发明构思提供了一种在监视系统中分割运动区域以检测运动的方法 和装置，具体地，提供一种即使在低照明环境中也可以同时地消除噪声和分 割运动区域以分割运动区域从而精确地检测运动的方法和装置。

另外，本总发明构思提供了一种考虑了光线突然改变的检测运动的方法。

本总发明构思的另外的方面和效用将部分在下面的描述中被阐明，并且 部分在描述中是显而易见的，或是可以通过本总发明构思的实践而学到。

本总发明构思的前述和/或其他方面和效用可以通过提供一种分割运动 区域的方法来达到，该方法包括：通过使用来自输入图像序列的先前输入图 像来更新背景图像，产生图像序列的当前图像和背景图像之间的差图像，产 生第二函数以使包括该差图像的运动区域中的正则化能量(regularized  energy)和差图像的无运动区域中的正则化能量的第一函数最小化，并且基于 该第二函数分割运动区域。

差图像的运动区域中的正则化能量可以使用基于运动区域的平均值的第 一标准值和差图像之间的差，差图像的无运动区域中的正则化能量可以使用 基于无运动区域的平均值的第二标准值和差图像之间的差。

运动区域和无运动区域的正则化能量中的每个正则化能量可以是运动区 域的能量和无运动区域的能量分别除以运动区域的能量和无运动区域的能量 之和。

更新背景图像可以包括：把通过将先前输入图像乘以第一加权值得到的 结果加到通过将该先前输入图像乘以第二加权值得到的结果上，其中第一加 权值和第二加权值的和是1。

分割运动区域可以包括：确定其中第二函数值大于0的差图像的像素为 运动区域的像素，确定其中第二函数值小于0的差图像的像素为无运动区域 的像素，确定其中第二函数值为0的差图像的像素为运动区域边界的像素， 以及当其中第二函数值大于0的像素的数目高于预定阈值时，确定在当前图 像中检测到运动。

第一函数可以包括使用与第二函数的偏微分值有关的函数的噪声能量。