[发明专利]基于颜色不变性和高斯模型的阴影检测方法

权利要求书

1.一种基于颜色不变性和高斯模型的阴影检测方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一，根据颜色的相近性对强度小于背景的前景区域进行划分；

步骤二，根据阴影的光谱特性选取样点，建立阴影的高斯模型，阴影的光谱特性包括：颜色不变性、比背景具有较低的强度和较高的蓝色比率，并利用阴影的高斯模型判定像素点是否为阴影，当同一区域的像素点一半及以上的像素都被判定为阴影时，该区域被判定为阴影区域；

所述的建立阴影的高斯模型，包括如下具体步骤：

第一步，根据阴影与背景相比具有较低的强度的特性来选取样点，当前景像素点的RGB值和强度值小于该像素点在背景中的值时，该像素点选取为样点；

第二步，根据阴影与背景相比具有较高的蓝色的饱和度的特性来选取样点，当前景像素点的蓝色饱和度高于该像素点在背景中的值时，该像素点选取为样点；

第三步，根据利用阴影的颜色不变性的特性来选取样点，根据阴影与背景相比的变化大小识别阴影是属于可见阴影还是不可见阴影，识别阴影的可见性后再选取颜色不变性参数，当为不可见阴影时，选取CbCr为颜色不变性参数，为可见阴影时，则选取归一化的rgb为颜色不变性参数，并根据选取的颜色不变性参数选取满足条件∑|C_i-C_bi|＜ξ的样点，式中：C_i根据颜色不变性参数的不同而进行设定：当选用CbCr为颜色不变参数时，C_i分别取前景图像中C_Cb和C_Cr两个值；当选用rgb为颜色不变参数时，C_i分别取前景图像中C_r、C_g和C_b三个值，C_bi为对应像素点在背景图像中的值，ξ为判断阴影样点的阈值，该ξ值根据实验数据设定；

第四步，将同时满足第一步到第三步条件的样点作为建立阴影高斯模型的样点，阴影像素点的RGB值成高斯模型分布，通过比较阴影的样点在RGB色彩空间中每个颜色的颜色直方图，建立阴影的高斯模型；

步骤三，获得阴影检测的最初结果后，再根据阴影的空间特性识别阴影区域的边界点属于阴影还是属于噪声。

2.根据权利要求1所述的基于颜色不变性和高斯模型的阴影检测方法，其特征是，所述根据颜色的相近性对前景区域进行划分，具体为：采用像素点的RGB的关系的方法进行判断，如果两个像素点的RGB值的差与和的绝对值的比小于根据实验设定的阈值，则判断两个像素点属于同一区域。

3.根据权利要求1所述的基于颜色不变性和高斯模型的阴影检测方法，其特征是，所述识别阴影为可见阴影还是不可见阴影，具体为：在灰度空间中，不可见阴影的灰度值与背景相比的变化要小于可见阴影的灰度值变化，根据此特性来判断阴影是可见阴影还是不可见阴影：首先将像素点的前景灰度值与背景的灰度值相减，然后将差值与2个阈值进行比较，阈值的大小根据实验数据分析获得，其中一个阈值大于另一个阈值，将图像中差值大于较大的阈值的像素点的总数与差值大于较小的阈值的像素点的总数相比，如果比值大于根据实验设定的阈值，则判定为可见阴影，否则为不可见阴影。

4.根据权利要求1所述的基于颜色不变性和高斯模型的阴影检测方法，其特征是，所述利用阴影的高斯模型判定像素点是否为阴影，具体为：将步骤一中划分的每一个区域的中的每一个像素点的值，利用阴影的高斯模型进行判定，如果满足：|v-μ|≤2σ，则判定该像素点为阴影，其中，v代表在RGB色彩空间中该像素点的取值，μ是指平均值，σ²是指方差，在同一区域中，如果超过半数的像素点判定为阴影，则该区域判定为阴影区域，它所包含的所有像素点都判定为阴影，否则该区域判定为运动目标。

5.根据权利要求1所述的基于颜色不变性和高斯模型的阴影检测方法，其特征是，所述根据阴影的空间特性识别阴影区域的边界点属于阴影还是属于噪声，具体为：当与某一边界点相邻的点超过半数以上被判定为阴影时，将该边界点也判定为阴影，如果边界点相邻的像素点仅有少量被判定为阴影，则判断该边界点为图像的噪声，不属于阴影。