[发明专利]一种从视频中自动快速获取场景背景的处理方法

权利要求书

1.一种从视频中自动快速获取场景背景的处理方法，其特征在于，监控区域或者测量场中布置有摄像机，所述摄像机设置有预设范围的拍摄视野，所述获取场景背景的处理方法，包括：

步骤1，通过所述摄像机的拍摄得到多帧图像的图像序列；

步骤2，为图像序列的每一个像素建立时域高斯混合模型，根据每帧图像输入像素值的变化，对所述时域高斯混合模型的模式进行更新，包括更新已有模式、创建新的模式、删除多余模式；

步骤3，获取计算背景图像的分类时机；

步骤4，根据步骤3获取到的分类时机，对通过步骤2得到的当前时域高斯混合模型，获取所述图像序列的背景图像，获取方式包括：

步骤41，采用期望值最大化的方法对第二模式的权重分布进行拟合，得到分别表示背景图像和前景图像的二元权重高斯混合模型；所述步骤41具体包括：对用于描述图像像素的每个时域高斯混合模型中，根据第二模式的权重、且通过期望值最大化方法建立出一个二元权重高斯混合模型，根据二元权重高斯混合模型的计算结果，得到的分类结果为：第一帧图像的每个像素属于前景图像和背景图像的概率；

步骤42，在随机场上进行优化计算，得到优化后的前景图像和背景图像的分类结果，并根据分类结果计算出背景图像；所述步骤42具体包括：基于空间连续性的信息，利用全连接条件随机场对所述步骤41得到的分类结果进行优化计算，得到优化后的前景图像和背景图像的分类，并根据分类结果，计算得到图像序列的背景图像。

2.根据权利要求1所述的从视频中自动快速获取场景背景的处理方法，其特征在于，所述步骤2中对所述时域高斯混合模型的模式进行更新，包括：

使用时域高斯混合模型中的多个模式描述图像中每个像素的分布，根据每帧输入图像的像素值与当前时域高斯混合模型的距离，确定根据新输入像素值对当前模型中的模式进行更新、创建新的模式、或者删除其中一个模式。

3.根据权利要求2所述的从视频中自动快速获取场景背景的处理方法，其特征在于，所述步骤2包括：

步骤21，为图像序列中的每个像素建立时域高斯混合模型，根据第一帧图像中的像素值对高斯模型进行初始化，得到每个像素的第一模式；

步骤22，计算当前帧输入像素值与高斯混合模型中的模式的拟合度，拟合度由输入像素值与当前时域高斯混合模型模式的距离确定；

步骤23，确定输入像素值是否被当前时域高斯混合模型中的模式所描述；

步骤24，如果输入像素值能够被当前时域高斯混合模型中的一个模式所描述，则更新当前相应的时域高斯混合模型中模式的权重参数；

步骤25，如果输入像素值不能被当前时域高斯混合模型中的所有模式所描述，则对当前时域高斯混合模型创建新的模式；

步骤26，判断当前时域高斯混合模型中是否有权重为负值的模式；

步骤27，如果当前时域高斯混合模型中有权重为负值的模式，则删除相应的模式；

步骤28，如果当前时域高斯混合模型中没有权重为负值的模式，则更新当前时域高斯混合模型中模式的权重参数。

4.根据权利要求3所述的从视频中自动快速获取场景背景的处理方法，其特征在于，所述步骤24包括：

当输入像素值与时域高斯混合模型中一个模式的距离在3倍偏差范围之内时，将对当前时域高斯混合模型的各个模式进行更新；

所述步骤25包括：

当输入像素值与当前时域高斯混合模型的所有模式的距离都大于3倍偏差范围之外时，对当前时域高斯混合模型创建一个新的模式。

5.根据权利要求3所述的从视频中自动快速获取场景背景的处理方法，其特征在于，所述步骤3中获取分类时机的方式，包括：

对整个图像的第一模式和第二模式分别进行统计，获得两个权重高斯混合模型，并计算两个权重高斯混合模型的相对熵值，根据相对熵值决定出用于计算背景图像的分类时机。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的从视频中自动快速获取场景背景的处理方法，其特征在于，所述步骤41包括：

步骤41a，根据每个时域高斯混合模型的分布，对所有像素的时域高斯混合模型的第二模式进行分析，使用期望值最大化方法，根据第二模式的权重，得到二元权重高斯混合模型；

步骤41b，根据每个像素与二元权重高斯混合模型的两个模式之间的距离，得到每个像素属于前景图像或者背景图像的概率。