[发明专利]一种基于连续帧间差分的背景图像更新方法

权利要求书

1.一种基于连续帧间差分的背景图像更新方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1.采集视频一段时间内若干帧无前景的图像，对它们求和后取平均值，作为初始背景图像；

S2.读取视频第一帧图像，将当前帧图像与初始背景图像作差得到差分图像；

S3.对差分图像进行二值化处理，得到二值图像，从而分离出前景与背景；

S4.通过形态学开操作滤去二值图像中孤立的前景点，闭操作获得前景较为完整的轮廓；

S5.当没有分离出前景时，用当前帧图像作为新的背景图像；

S6.若分离出前景，则在二值图中标记前景的最小外接矩形，并将外接矩形适当扩大；扩大后的矩形区域为前景区，其它为背景区；当前帧图像的前景区用初始背景图像对应区域的像素值替代，背景区保持不变，被替代后的当前帧图像作为新的背景图像；

S7.读取视频下一帧图像，将下一帧图像与新背景图像作差，重复步骤S3至S7。

2.根据权利要求1所述的一种基于连续帧间差分的背景图像更新方法，其特征在于，所述的S1步骤具体包括：选取视频某段时间内多帧无运动目标的图像，将它们求和后取平均值，得到的均值图像作为初始背景图像，即：

式中，B_I(x，y)指初始背景图像，F_i(x，y)代表第i帧无运动目标的图像，N为无运动目标图像的帧数。

3.根据权利要求2所述的一种基于连续帧间差分的背景图像更新方法，其特征在于，所述的S2步骤中求差分图像的公式为：

ΔF(x，y)＝F₁(x，y)-B_I(x，y)

式中，式中ΔF(x，y)为差分图像，F₁(x，y)为视频第一帧图像。

4.根据权利要求3所述的一种基于连续帧间差分的背景图像更新方法，其特征在于，所述的S3步骤具体包括：二值化ΔF(x，y)，得到二值图像，即：

式中，B_ΔF(x，y)为二值图像，T为像素点灰度值的阈值；二值图像B_ΔF(x，y)＝255的像素点代表前景，B_ΔF(x，y)＝0的像素点代表背景。

5.根据权利要求4所述的一种基于连续帧间差分的背景图像更新方法，其特征在于，所述的S4步骤具体包括：

S41.通过形态学开操作消除小对象；对二值图像进行开操作，滤去图像中孤立的前景点；开操作：X₁为原图像，X₂为开操作后的图像，B₁为结构元素；

S42.通过形态学闭操作填充小对象；对S41步骤中处理后的二值图像X₂进行闭操作，得到轮廓完整的前景；闭操作：X₃为闭操作后的图像，B₂为结构元素。

6.根据权利要求5所述的一种基于连续帧间差分的背景图像更新方法，其特征在于，所述的S6步骤具体包括：

S61.在二值图B_ΔF(x，y)中标记各个前景区的外接矩形；

S62.将外接矩形适当扩大，扩大后的矩形区域视为前景区，其他区域为背景区；

S63.当前帧图像F_k(x，y)对应于前景的区域，用初始背景图像B_I(x，y)所对应区域代替当前帧图像的前景区；

S64.当前帧图像F_k(x，y)对应于背景的区域保持不变，

S65.经过S63、S64处理后的当前帧图像F_k(x，y)，作为新的背景图像B_N(x，y)。

7.根据权利要求6所述的一种基于连续帧间差分的背景图像更新方法，其特征在于，所述的S7步骤具体为：继续读取视频下一帧图像，将下一帧图像与新背景图像作差，再重复步骤S3至S7，实现基于背景差分法的运动目标检测过程中背景图像的更新。