[发明专利]基于轮廓差异及区块主方向直方图的前景与特征提取方法

权利要求书

1.一种基于轮廓差异及区块主方向直方图的前景与特征提取方法，其特征在于：具体步骤如下：

     A：获取一副干净的，没有运动目标的背景图像，提取其轮廓梯度信息；同时，对于当前视频帧，用相同的方法提取其轮廓梯度信息；

   B、将第一步中得到的当前帧与背景图像的轮廓梯度图有条件相减，即得到保留前景运动目标轮廓梯度的信息，而背景轮廓信息被有效去除；

     C、对第二步中得到的前景目标轮廓进行归类处理，连通在一起的轮廓像素归为同一类，并用方框分别框出，这样每个框即对应一个前景目标；后续步骤将分别对每个框计算其基于区块主方向的梯度直方图特征；

D、对每个框，将其分成多个区块，对每个区块分别计算其主梯度方向；

E、进一步对第四步中的每个区块分成多个更小的方格，对每个方格中的每一个像素，提取其去背景梯度信息，即当前帧对应像素点位置与背景图片对应像素点位置的梯度值之差；

     F、在每个方格中，利用像素点的去背景梯度信息建立梯度直方图；其中，每个像素点在直方图中的权重由其去背景梯度与该像素点所在的区块的主梯度差异决定；将不同方格的直方图级连起来，即可得到描述运动目标的基于区块主方向的梯度直方图特征。

2.根据权利要求 1 所述的前景与特征提取方法，其特征在于：在步骤A中，获取一副干净的、没有运动目标的背景图像步骤通过从视频中直接取一幅没有前景运动目标的背景图得到，或通过滑动平均背景建模法来恢复一个干净的街道模型；其中，滑动平均背景建模法是指：                                                       

其中B_t表示t时刻的背景图像，B_t-1表示上一时刻的背景图像，I_t表示t时刻的输入视频帧的灰度图像，a是权值。

3.根据权利要求 1 所述的前景与特征提取方法，其特征在于：在步骤B中，所述的当前帧与背景图像轮廓梯度信息图有条件相减的具体过程由下式定义： 

         　　　　

其中C_diff是有条件相减以后只保留前景运动目标轮廓的梯度图，C_cur和C_back分别是当前帧以及背景图像的梯度图，C(i, j)为剃度图C上像素(i, j)的梯度值；T 为一个预设的阈值。

4.根据权利要求 1 所述的前景与特征提取方法，其特征在于：在步骤C中，对步骤B得到的前景目标轮廓进行归类处理，是指采用对前景运动物体的梯度图上的轮廓像素进行连通区提取的方法进行归类处理，即先对轮廓图进行膨胀和腐蚀的操作，然后把在膨胀腐蚀后的轮廓图中连通在一起的像素归为一类；同时，去除面积较小的连通区以去除可能的噪声连通区。

5.根据权利要求 1 所述的前景与特征提取方法，其特征在于：在步骤D中，所述的区块主梯度信息进行如下计算：假设主梯度方向由(x_m, y_m)表示，x_m表示区块横轴方向主梯度强度，y_m表示区块纵轴方向主梯度强度；具体计算方法如下：其中x_m方向主梯度通过区块右边一半像素灰度值之和与区块左边一半像素灰度值之和的差得到；区块y_m方向主梯度信息计算通过区块下边一半像素灰度值之和与区块上边一半像素灰度值之和的差得到。