[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

说明书

本发明公开了一种视频静态背景合成方法、装置、电子设备及存储介质，该发明在常见的固定视角监控视频中获取多帧图像，通过简单的物体标记，剔除动态的和长时间静止的前景物体，在每个像素位置合成多帧背景颜色，使合成的背景更真实更完整。本发明实现方法简便，操作灵活，有效保证了静态背景的合成质量。

技术领域

本发明涉及计算机图像处理领域，尤其涉及一种视频静态背景合成方法、装置、电子设备及存储介质。

背景技术

静态背景合成是计算机图像处理的常用方法，往往服务于目标提取，使感兴趣的物体可以从静态背景中分离。基于这一原因，目前常用的背景合成技术并不强调背景的保真性和完整性，只需支持感兴趣区域的目标提取即可。而面向数字孪生、智慧交通等应用时，真实背景的完整提取是静态场景建模的重要条件。现有的方法如均值法必然会在背景中留下车辆的残影，而自适应背景更新等基于帧间相关的方法无法应对长时间堵车的路口，或大部分时间有车占据的停车位等区域，难以获得完整的静态背景。

发明内容

本发明实施例的目的在提供一种视频静态背景合成方法、装置、电子设备及存储介质，以解决部分前景物体长时间静止造成难以获得完整静态背景的问题。

为了达到上述目的，本发明实施例所采用的技术方案如下：

第一方面，本发明实施例提供一种视频静态背景合成方法，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。

进一步地，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。

进一步地，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；