[发明专利]一种视频静态背景合成方法、装置、电子设备及存储介质

权利要求书

1.一种视频静态背景合成方法，其特征在于，包括：

获取步骤，从输入视频中获取摄像机内参和外参相同的K帧图像；

标记步骤，对K帧图像中的每一帧图像，标识出在背景合成中不需要的物体所占据的区域R，并对属于区域R的图像像素给出剔除标记；

第一判断步骤，对每一个像素位置(u,v)，若K帧图像中位于像素位置(u,v)处存在若干没有剔除标记的像素，则对这些像素的颜色进行合成，得到颜色C，则最终输出的背景合成图像在像素位置(u,v)处的像素颜色等于颜色C；若K帧图像中位于像素位置(u,v)处不存在没有剔除标记的像素，则记录该像素位置(u,v)到集合U中；

第二判断步骤，若集合U为空，则终止过程，输出最终的背景合成图像；若集合U不空，则从输入视频中额外获取M帧图像，M帧图像的摄像机内参和外参都与K帧图像相同，标识出在背景合成中不需要的物体所占据的区域R，并对属于区域R的图像像素给出剔除标记；

第三判断步骤，对集合U中记录的每个像素位置(u,v)，若M帧图像中位于像素位置(u,v)处存在若干没有剔除标记的像素，则从集合U中删除像素位置(u,v)，并且对这些像素颜色进行合成，得到颜色C，则最终输出的背景合成图像在像素位置(u,v)处的像素颜色等于颜色C；

循环终止步骤，若未到终止条件，则执行第二判断步骤，否则终止过程，输出最终的背景合成图像，其中终止条件为集合U为空。

2.根据权利要求1所述的一种视频静态背景合成方法，其特征在于，所述标记步骤中，标识出在背景合成中不需要的物体所占据的区域R时，先通过目标识别算法进行自动标识，再对标识的结果进行人机交互修改。

3.根据权利要求1所述的一种视频静态背景合成方法，其特征在于，所述第一判断步骤和第三判断步骤中，对像素颜色进行合成时，采用下述三种方法中的一种来合成颜色：

（a）加权平均方法，对每个像素颜色设定一个大于等于零的权重系数，满足所有权重系数之和等于一，则合成的颜色为每个像素颜色乘以其权重系数后的总和；

（b）聚类方法，对像素颜色进行去噪处理，然后对去噪后的像素颜色做聚类处理，聚为2类，对比2个聚类中心所代表的像素颜色的明度，则合成的颜色为明度较高的聚类中心所代表的像素颜色；

（c）主成分分析方法，对像素颜色进行去噪处理，然后对去噪后的像素颜色做主成分分析，则合成的颜色为C_avg + e₁×(l₁-l₃)，其中C_avg为去噪后的像素的平均颜色，三个特征值从大到小依次为l₁、l₂、l₃，e₁为l₁对应的特征向量。

4.一种视频静态背景合成装置，其特征在于，包括：

获取模块，用于从输入视频中获取摄像机内参和外参相同的K帧图像；

标记模块，用于对K帧图像中的每一帧图像，标识出在背景合成中不需要的物体所占据的区域R，并对属于区域R的图像像素给出剔除标记；

第一判断模块，用于对每一个像素位置(u,v)，若K帧图像中位于像素位置(u,v)处存在若干没有剔除标记的像素，则对这些像素的颜色进行合成，得到颜色C，则最终输出的背景合成图像在像素位置(u,v)处的像素颜色等于颜色C；若K帧图像中位于像素位置(u,v)处不存在没有剔除标记的像素，则记录该像素位置(u,v)到集合U中；

第二判断模块，用于若集合U为空，则终止过程，输出最终的背景合成图像；若集合U不空，则从输入视频中额外获取M帧图像，M帧图像的摄像机内参和外参都与K帧图像相同，标识出在背景合成中不需要的物体所占据的区域R，并对属于区域R的图像像素给出剔除标记；

第三判断模块，用于对集合U中记录的每个像素位置(u,v)，若M帧图像中位于像素位置(u,v)处存在若干没有剔除标记的像素，则从集合U中删除像素位置(u,v)，并且对这些像素颜色进行合成，得到颜色C，则最终输出的背景合成图像在像素位置(u,v)处的像素颜色等于颜色C；

循环终止模块，用于若未到终止条件，则执行第二判断模块，否则终止过程，输出最终的背景合成图像，其中终止条件为集合U为空。