[发明专利]猪舍监控视频中前景提取方法

摘要

本发明公开一种猪舍监控视频中前景提取方法，先获得一个不含前景的初始背景帧和含有前景的背景帧序列，然后进行相邻对称帧差分和背景帧差分，根据相邻对称帧差分和背景帧差分进行前景运动分析，获得状态编码，以状态编码进行背景更新和前两个帧差分融合获得包含阴影在内的前景，计算局部纹理算子的背景欧式距离和HSV颜色空间的S、H通道背景帧差，联立阴影判别条件，最后，根据像素属性值的结果提取前景帧。本发明适用于规模养猪场的猪舍监控，具有自适应性、鲁棒性和较高的前景目标分割精度，为后继工作猪视频智能分析创造有利条件。

主权项

1.一种猪舍监控视频中前景提取方法，在猪舍区域设置摄像系统和计算机控制系统，计算机控制系统内部有相邻对称帧差分处理框模块、背景帧差分处理框模块、运动分析处理框模块、前景融合模块、背景更新模块、阴影检测模块和前景提取模块，其特征在于包括以下具体步骤：1）通过摄像系统获得一个不含前景的初始背景帧和含有前景的背景帧序列并在计算机中保留；2）相邻对称帧差分处理框模块输入背景帧序列中的连续3个相邻帧，将当前帧与前、后帧、分别进行差分并将差分后的两二值化图像进行“与”运算得到相邻对称帧差分；3）背景帧差分处理框模块输入当前帧和初始背景帧，输出为二值化的背景帧差分，选择RGB颜色空间的B通道进行背景帧差分；4）运动分析处理框模块输入背景帧差分和相邻对称帧差分进行运动状态判别，输出当前帧前景状态编码，是当前帧进行相邻对称帧差分运算的运动状态，为当前帧帧进行背景帧差分运算的场景状态；当运动区域面积占总图像面积的比例小于0.04～0.12时前景运动缓慢或静止或没有前景；当前景面积占总图像面积的比例大于0.6～0.8时背景光照发生突然变、小于0.03～0.07时场景中没有前景； 前景正常运动的前景状态编码是00、前景缓慢运动的前景状态编码是10，没有前景的前景状态编码是11、背景光照突变的前景状态编码是02；5）前景融合模块将背景帧差分和相邻对称帧差分进行“或”运算，经滤波、形态学操作和连通标记操作得到含有阴影的前景二值图；6）背景更新模块输入当前帧前景状态编码、初始背景帧、前对称帧和其前景二值图、当前帧和其前景二值图，输出是背景帧；当前景状态编码是11时重建全新背景帧；当前景状态编码是00或10时，将当前帧除去前景二值图后剩余区域像素代替初始背景帧相应像素，被前景二值图遮挡的背景区域为初始背景帧对应像素值，再补偿前景二值图的当前帧前景边缘像素和对应的前帧像素值差的均值；当前景状态编码是02时，由前帧除去前景二值图后剩余区域对应的当前帧像素代替初始背景帧对应的背景像素，初始背景帧中前景二值图遮挡的背景区域为初始背景帧对应像素值，再补偿前景二值图前景边缘对应的前帧像素和对应当前帧像素值差的均值；7）阴影检测模块将含有阴影的前景二值图对应的当前帧像素值取RGB颜色模型B通道的值，采用8邻域像素构建局部纹理区域，计算局部纹理结构算子且比较两个结构算子值的欧氏距离，若小于0.11，则该像素点为阴影像素点，否则为前景像素点； 再将含有阴影像素点的前景二值图对应的当前帧像素值在HSV颜色空间对阴影进行判别，前景阴影区域的饱和度和对应未更新的背景区域的差分小于0.22且阴影区域的色度和未更新的背景区域差分小于0.08，则判断为阴影像素点，否则为前景像素点；8）计算机通过前景提取模块将当前帧中像素值为0的区域保留为当前帧原像素值，其余像素显示为黑色背景，则将不含阴影的前景提取出来。