[发明专利]一种用于重新生成视频流的数字图像的背景的方法

说明书

技术领域

本发明涉及自动处理数字图像的领域，更具体地，涉及从多个帧中恢复静止背景或静态图像。

背景技术

通过摄像机或电影摄影机捕获帧，所述摄像机或电影摄影机可以被集成到通信对象（电话、个人数字助理等）中，在下文中被用通用词“相机”称呼。

假设相机是静止的，场景拍摄具有至少一个静止的背景，例如与静止的主题（物体、建筑物、人物等）相对应，并且优选地，当进行拍照时，光基本上是一致的。相对于这样静止的背景正在移动的物体被称为前景。

已知用于重新生成视频流的数字图像的背景的方法，该视频流由固定相机产生并且包括多个时序单元图像，并且例如，该方法能够追踪移动的物体以用于安全应用或数字编辑，以分解（down-break）该移动或消除前景中不期望的移动主题。

然而，这种方法通常需要在前景中捕获无干扰的背景图像，例如参照文献US 2003/0194131，但这并非总是可以的。

此外，这些方法大多数仅仅基于时间相关性，这意味着它们具有处理缺陷，尤其是场景在前景中包括部分静止的物体时。事实上，该物体的静止部分被认为与背景为一体，这破坏了重新生成的背景图像。

发明内容

本发明旨在改进现有的技术。

为了这个目的，按照第一目标，本发明涉及一种用于重新生成视频流的数字图像的背景的方法，该视频流由固定相机产生并且包括多个时序帧，每一时序帧包括相应的单元图像，

所述方法包括以下的步骤：

-将初始背景图像设定在存储器中，

-将所述视频流的单元图像分割成具有至少一个像素的块b（i，j，t），和

-将所述背景图像分割成对应的块Bo（i，j，t），所述块Bo（i，j，t）具有与所述单元图像的块相同的尺寸和相同的坐标（i，j）。

根据本发明，所述方法的基本特征在于，其还包括以下的步骤：

-选择至少一个块b（i，j，t）、块b（i，j，t-a）、块Bo（i，j，t-a）和块Bo（i，j，t），和

-计算块b（i，j，t）、块b（i，j，t-a）、块Bo（i，j，t-a）和块Bo（i，j，t）之间的空间相关性，所述空间相关性在于计算：

●在时间（t）时的所述帧图像的特定块b（i，j，t），和

●在时间（t）时的所述背景图像的接近于所述块Bo（i，j，t）的至少一个块Bo（i±x*δi，j±y*δj，t），和/或

●在另一时间（t-a）时的所述背景图像的接近于所述块Bo（i，j，t-a）的至少一个块Bo（i±x*δi，j±y*δj，t-a），和/或

●在时间（t）时的所述帧图像的接近于所述块b（i，j，t）的至少一个块b（i±x*δi，j±y*δj，t）之间的空间相关性（Corr_spat_mes_b，Corr_spat_mes_b_Bo），和/或在时间（t）时的所述背景图像的特定块Bo（i，j，t），和

●在时间（t）时的所述背景图像的接近于所述块Bo（i，j，t）的至少一个块Bo（i±x*δi，j±y*δj，t），和/或

●在另一时间（t-a）时的所述背景图像的接近于所述块Bo（i，j，t-a）的至少一个块Bo（i±x*δi，j±y*δj，t-a），和/或

●在时间（t）时的所述帧图像的接近于所述块b（i，j，t）的至少一个块b（i±x*δi，j±y*δj，t）之间的空间相关性（Corr_spat_mes_Bo，Corr_spat_mes_Bo_b），以及

-根据所述空间相关性的计算更新所述背景图像。

因此，考虑混合的时空像素值相关性标准，所提议的解决方案搜索背景块：如果背景像素块的像素值非常相似（时间上相关）于以前扫描的序列帧中的并置的先前像素块，并且，如果他们高度相似（空间上相关）于背景地图中的邻近像素块，则更新该背景像素块。

优选地，背景图像的更新包括以下的步骤：通过在块b（i，j，t）、块b（i，j，t-a）、块Bo（i，j，t-a）或块Bo（i，j，t）当中选择具有最小的空间相关性的块，来用块b（i，j，t）、块b（i，j，t-a）、块Bo（i，j，t-a）或块Bo（i，j，t）代替块Bo（i，j，t）。

优选地，通过测量所考虑的块之间的绝对差的和（SAD）来计算所述空间相关性，因此本发明考虑基于SAD而作用于像素域的空间相关性。